1. No category

NNIICCTT鹿島−小金井基線�VVLLBBII 22GGHHzz//88GGHHzzでの SSggrr AA** 強度モニター観測 慶應義塾大学 修士11年 竹川俊也 岡朋�治 ((慶應大)),, 関戸衛 ((情報通信研究機構)) きたる“GG22 cclloouudd eevveenntt”に
備えて昨年22月から 88 GGHHzz//22 GGHHzz での
SSggrr AA** の観測を進めてきたので ((鹿島1111mm鏡故障のため1100月以来観測はできていませんが…�泣)) その経過報告をしたいと思います **
SSaaggiittttaarriiuuss AA • 銀河系の中心核 • 電波源 aatt 88 kkppcc • 44×110066 MM☉SSMMBBHH • すごく暗い LLSSggrrAA** ~~11003333–3355 eerrgg//ss • 過去数百年前には数百
万倍明るかった((??)) VLA 6cm radio Image
Sgr A*
mini-­‐spiral 1 arcminute
• 最も近いLLLLAAGGNN **
SSggrr AA vvaarriiaabbiilliittyy • mmmm波からXX--rraayyまでの広い波長域で 光度変動 ((ffllaarree))が確認されている XX--rraayy 2-­‐8 keV (Neilsen et al.2013)
**
SSggrr AA vvaarriiaabbiilliittyy • mmmm波からXX--rraayyまでの広い波長域で 光度変動 ((ffllaarree))が確認されている IInnffrraarreedd Ks-­‐band (Witzel et al.2012)
VLT
ppoowweerr--llaaww ddiissttrriibbuuttiioonn **
SSggrr AA vvaarriiaabbiilliittyy • mmmm波からXX--rraayyまでの広い波長域で 光度変動 ((ffllaarree))が確認されている 野辺山ミリ波干渉計
mmmm波でも IInnttrraa--ddaayy vvaarriiaattiioonn (Miyazaki et al.2004) 僕らが観測している ccmm波では…�?? **
SSggrr AA vvaarriiaabbiilliittyy • ccmm波での光度変動 wwiitthh VVLLAA ((HHeerrrrnnsstteeiinn eett aall..22000044)) VLA
**
SSggrr AA vvaarriiaabbiilliittyy • ccmm波での光度変動 wwiitthh VVLLAA ((HHeerrrrnnsstteeiinn eett aall..22000044)) VLA
**
SSggrr AA vvaarriiaabbiilliittyy • ccmm波での光度変動 wwiitthh VVLLAA ((HHeerrrrnnsstteeiinn eett aall..22000044)) XX--rraayy ffllaarree の後に数日スケールの変動？ **
SSggrr AA vvaarriiaabbiilliittyy • ccmm波での光度変動 wwiitthh VVLLAA ((HHeerrrrnnsstteeiinn eett aall..22000044)) hhiissttooggrraamm ダブルピーク XX--rraayy ffllaarree 後の
oouuttbbuurrsstt ?? ほんとかな…�??((後述)) ** SSggrr AA eennvviirroonnmmeenntt • 電離ガスmmiinniissppiirraallを
取り囲むようにリング
上の高密度分子雲
CCiirrccuummnnuucclleeaarr ddiisskk
が存在 ((22ppcc rriinngg)) • 中心核付近に分子雲が
ないのに若い大質量星
がうじゃうじゃ Christopher et al. 2005
VLA 6cm radio Image
Sgr A*
Central cabity
mini-­‐spiral 1 arcminute
HCN J=1-­‐0
** SSggrr AA eennvviirroonnmmeenntt • 電波源 aatt 88 kkppcc mmoorree tthhaann 66000000 ssttaarrss wwiitthhiinn 11..00 ppcc VLA 6cm radio Image
ooff SSggrr AA** (Schödel et al. 2009) 66 MM SSMMBBHH
• 44×1100
☉
• すごく暗い LLSSggrrAA** ~~11003333–3355 eerrgg//ss Sgr A*
• 過去数百年前には数百
万倍明るかった((??)) • 最も近いSSMMBBHH mini-­‐spiral 1 arcminute
~2 pc
** SSggrr AA eennvviirroonnmmeenntt ×10 (Gillessen et al.2009)
• 電波源 aatt 88 kkppcc mmoorree tthhaann 66000000 ssttaarrss wwiitthhiinn 11..00 ppcc VLA 6cm radio Image
ooff SSggrr AA** (Schödel et al. 2009) 66 MM SSMMBBHH
• 44×1100
☉
• すごく暗い LLSSggrrAA** ~~11003333–3355 eerrgg//ss Sgr A*
• 過去数百年前には数百
万倍明るかった((??)) • 最も近いSSMMBBHH mini-­‐spiral 1 arcminute
~2 pc
** SSggrr AA eennvviirroonnmmeenntt S-­‐stars
• 電波源 aatt 88 kkppcc mmoorree tthhaann 66000000 ssttaarrss wwiitthhiinn 11..00 ppcc VLA 6cm radio Image
ooff SSggrr AA** (Schödel et al. 2009) 66 MM SSMMBBHH
• 44×1100
☉
• すごく暗い LLSSggrrAA** ~~11003333–3355 eerrgg//ss Sgr A*
• 過去数百年前には数百
万倍明るかった((??)) mini-­‐spiral Gillessen et al.2009
• 最も近いSSMMBBHH ~0.1 pc
77年にわたるモニター観測により軌道を決定 1 arcminute
GG22 cclloouudd 2011.3
2008.3
2004.5
ee ~~ 00..9977 ★
Sgr A*
• SSggrr AA** へ向�かう変な雲 wwiitthh vveerryy hhiigghh eecccceennttrriicciittyy ((GGiilllleesssseenn eett aall.. 22001122)) • PPeerriicceenntteerr:: oonnllyy 22000000RRSS（~~ 3333 mmaass） GG22 cclloouudd GG22のスパゲッティ化 ((SSppaaggeettttiiffiiccaattiioonn)) ★
precursor
2013 April
head
tail
GG22 cclloouudd GG22のスパゲッティ化 ((SSppaaggeettttiiffiiccaattiioonn)) precursor
2013 April
(Gillessen et al. 2013)
最接近は22001144年春ごろ ((そろそろです)) GG22 cclloouudd MMGG22~~33MM⊕ – 全質量が1100年くらいかけてBBHHに落ち込む → LLSSggrrAA** ~~11003399 eerrgg ss–11 • 全ての波長域でSSggrr AA**の増光が期待！ – もしかしたら…� jjeett?? 降着円盤の構造変化?? 銀河核のppaarraaddiiggmm sshhiiffttが起こるかもしれない GG22 cclloouudd • 一方で…� GG22 cclloouudd • 一方で…� – GG22は雲ではなく恒星風をまとった星((DDSSOO)) bbyy EEcckkaarrtt eett aall.. 22001122,, 22001133 増光しない DSO
minispiralの一部(?)
GG22 cclloouudd • 一方で…� – GG22は雲ではなく恒星風をまとった星((DDSSOO)) bbyy EEcckkaarrtt eett aall.. 22001122,, 22001133 増光しない 増光に期待！ 88 GGHHzz// 22 GGHHzz DSO
((ccmm波))でモニター minispiralの一部(?)
GG22 cclloouudd • ccmm波モニターの意義 – 今まで誰もffllaarreeを確認していない – BBooww sshhoocckkにより加速された電子の シンクロトロン放射により増光 VVpp ~~ 66000000 kkmm ss–11 低周�波側で 大幅な増光が期待!!!! ((GG22が本当にcclloouuddならば)) Narayan et al. 2012
Sgr A*の広帯域スペクトル
GG22 cclloouudd • ccmm波モニターの意義 – 今まで誰もffllaarreeを確認していない – BBooww sshhoocckkにより加速された電子の シンクロトロン放射により増光 もし星ならば
bbooww sshhoocckk による増光は 見込めない どのみち電波での
モニターは重要 Crumley and Kumar 2013 cloud
stellar wind
**
SSggrr AA mmoonniittoorriinnggss NNIICCTT 鹿島ー小金井基線�VVLLBBII を利用 • 観測周�波数 22..2211--22..2299 GGHHzz,, 88..22--88..55 GGHHzz • 分解能 225500 mmaass,, 7700 mmaass **
SSggrr AA mmoonniittoorriinnggss NNIICCTT 鹿島ー小金井基線�VVLLBBII を利用 • 観測周�波数 22..2211--22..2299 GGHHzz,, 88..22--88..55 GGHHzz • 分解能 225500 mmaass,, 7700 mmaass SSggrr AA**の見かけのサイズ θSSggrrAA** ~~λccmm22 mmaass →1133 mmaass aatt 88 GGHHzz →118855 mmaass aatt 22 GGHHzz Lo et al.1998
ccmm波では IInntteerrsstteellllaarr ssccaatttteerriinnggにより SSggrr AA**は広がるがるためsshhoorrtt bbaasseelliinneeが適している **
SSggrr AA mmoonniittoorriinnggss • 観測日数：3399 日 ((22001133 22月1155日ー99月2222日)) – 現在は望遠鏡故障のためお休み中 今月下旬再開予定 • 観測時間：５時間 ((EELLSSggrr AA** >>1155°の間)) • CCaalliibbrraattoorr： NNRRAAOO553300,, PPKKSS11662222–225533,, PPKKSS11662222–229977,, PPKKSS11992211–229933 • 積分時間：SSggrr AA**・・・330000 ss NNRRAAOO 553300,, PPKKSS 11992211–229933・・・3300 ss PPKKSS11662222–225533,, PPKKSS11662222–229977・・・224400 ss • 55時間の中でSSggrr AA** と ccaalliibbrraattoorrを交互に観測 **
SSggrr AA mmoonniittoorriinnggss 45
1921-293
Sgr A*
1622-253
1622-297
NRAO530
• 観測日数：3399 日 ((22001133 22月1155日ー99月2222日)) 40
– 現在は望遠鏡故障のためお休み中 今月下旬再開予定 • 観測時間：５時間 ((EELLSSggrr AA** >>1155°の間)) • CCaalliibbrraattoorr： NNRRAAOO553300,, PPKKSS11662222–225533,, PPKKSS11662222–229977,, PPKKSS11992211–229933 • 積分時間：SSggrr AA**・・・330000 ss Elevation (degree)
35
30
25
20
NNRRAAOO 553300,, PPKKSS 11992211–229933・・・3300 ss PPKKSS11662222–225533,, PPKKSS11662222–229977・・・224400 ss 15
0
10
20
30
40
50
60
70
Observation number
• 55時間の中でSSggrr AA** と ccaalliibbrraattoorrを交互に観測 RReessuullttss 0.01
1921-293
Sgr A*
1622-253
1622-297
NRAO530
Correration amplitude
11日でとれるデータ
((88GGHHzz)) 22 GGHHzz は 受からず 0.001
非常に安定！ 0.0001
生の相関強度 1e-05
0
10
20
30
40
Observation number
50
60
70
RReessuullttss 0.01
1921-293
Sgr A*
1622-253
1622-297
NRAO530
22 GGHHzz は 受からず 0.001
11日の観測値を 平均してプロット ※IInnttrraa--ddaayy vvaarriiaabbiilliittyy
は考えていない 0.0001
0.01
1e-05
0
10
20
30
40
Observation number
Correlation amplitude
Correration amplitude
11日でとれるデータ
((88GGHHzz)) 未ccllaaiibb 1622-253
NRAO 530
Sgr A*
50
60
1622-297
1921-293
70
0.001
0.0001
1e-05
40
60
80
100
120
140
160
180
Day of year
200
220
240
260
280
RReessuullttss 0.01
1921-293
Sgr A*
1622-253
1622-297
NRAO530
Correration amplitude
11日でとれるデータ
((88GGHHzz)) 22 GGHHzz は 受からず 0.001
11日の観測値を 平均してプロット ※IInnttrraa--ddaayy vvaarriiaabbiilliittyy
は考えていない 0.0001
0.01
0
10
20
30
40
Observation number
Correlation amplitude
1e-05
未ccllaaiibb 1622-253
NRAO 530
Sgr A*
50
60
1622-297
1921-293
70
0.001
0.0001
FFlluuxx ccaalliibbrraattiioonn 日ごと天気の変化による 影響をもろに受けている 相関強度をfflluuxx ddeennssiittyy へ 1e-05
40
60
80
100
120
140
160
180
Day of year
200
220
240
260
280
RReessuullttss どうccaalliibbrraattiioonnするか？ 天体ごとに生の相関強度((11日平均))の相関を取ってみる Corr_amp (1921-293)
Corr_amp (1622-297)
0.00023
0.00022
0.00021
0.0002
0.00019
0.0019
0.00085
0.0018
0.0008
0.0017
0.0016
0.0015
Sgr A* vs 1622-­‐297
悪い相関 の例 0.00075
0.0007
0.00065
0.00018
0.00016
0.00016
0.00014
0.00014
0.00012
0.00012
0.0001
0.0006
0.0005
Sgr A* vs NRAO530
0.00045
0.0011
0.000060.000070.000080.000090.000100.000110.000120.000130.000140.00015
0.00008 0.00009 0.00010 0.00011 0.00012
0.00013
Corr_amp
(Sgr A*)0.00014 0.00015
Corr_amp (Sgr A*)
6e-05
0.0006
NNRRAAOO553300はccaalliibbrraattoorrとして不適 ((おそらく増光している)) 0.0021
0.0021
0.00025
0.00025
0.002
0.002
0.002
0.00024
0.0017
0.00023
0.0018
0.0018
0.00022
0.00021
(1921-293)
0.00022
0.0018
21-293)
22-297)
0.00023
0.0019
0.0019
21-293)
0.0019
(1622-297)
0.00024
6e-05
0.00008 0.000
0.00065 0.000
0.0021
0.00026
0.00026
8e-05
8e-05
0.0012
0.00015
0.00008 0.00009 0.00010 0.00011 0.00012 0.00013 0.00014 0.00015
Corr_amp (Sgr A*)
0.0001
0.00055
0.0013
0.00017
0013 0.00014 0.00015
0.0009
0.0014
0.00018
0.00016
0.002
相関係数 0.25 0.00018
Corr_amp (1622-253)
0.00024
良い相関
の例 0.00095
Corr_amp (1622-253)
0.00025
相関係数 0.67
0.0021
Corr_amp (NRAO 530)
0.00026
0.0017
0.0017
0.0016
RReessuullttss NNRRAAOO553300以外でccaalliibbrraattiioonn 3
SSgr A* = ρSgr A* ×
3
S1622-253 S1622-297 S1921-293
ρ1622-253 ρ1622-297 ρ1921-293
fflluuxx絶対値はDDOOYY111155時点でのNNRRAAOO553300が €
55..44 JJyy ((HHeeaalleeyy eett aall.. 22000077)) であると仮定して決定 RReessuullttss Flux density at 8 GHz
100
1622-253
NNRRAAOO553300以外でccaalliibb NRAO 530
Flux density [Jy]
Sgr A*
1622-297
1921-293
3
SSgr A* = ρSgr A* ×
10
3
S1622-253 S1622-297 S1921-293
ρ1622-253 ρ1622-297 ρ1921-293
fflluuxx絶対値はDDOOYY111155時点でのNNRRAAOO553300が 55..44 JJyy 1 €
であると仮定して決定 0.1
40
60
80
100
120
140
160
Day of year
180
200
220
240
260
280
RReessuullttss Flux density at 8 GHz
100
1622-253
NNRRAAOO553300以外でccaalliibb NRAO 530
Flux density [Jy]
Sgr A*
1622-297
1921-293
3
SSgr A* = ρSgr A* ×
10
3
S1622-253 S1622-297 S1921-293
ρ1622-253 ρ1622-297 ρ1921-293
fflluuxx絶対値はDDOOYY111155時点でのNNRRAAOO553300が 55..44 JJyy 1 €
であると仮定して決定 0.1
変動なし　非常に安定 00..8811±00..0077 JJyy ((pprreelliimmiinnaarryy)) 40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
Day of year
eerrrroorrはddaaiillyy vvaarriiaattiioonn の検出精度 260
280
過去のVVLLAAのccmm波モニター((HHeerrrrnnsstteeiinn eett aall..22000044)) との比較 Number
Our data 精度が良い!! 3.6 cm 10
ダブルピークも無い 0
0.6
VLA 0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
本当に変動しているの
か怪しい…� RReessuullttss 1921-293
Sgr A*
1622-253
1622-297
NRAO530
11日でとれるデータ Correration amplitude
IInnttrraa--ddaayy vvaarriiaattiioonn はどうか?? • 各観測点のfflluuxx密度を
以下の式により算出 0.01
0.001
0.0001
各観測点のfflluuxx密度 Sgr A*
si
= SSgr A*
各観測点の相関強度 A*
ρ Sgr
× i
ρSgr A*
11日の平均fflluuxx密度 €
1e-05
0
11日の平均相関強度 10
20
30
40
Observation number
50
60
70
SSggrr AA**はこれまで約11220000回観測 プロットしてみる RReessuullttss SSggrr AA** fflluuxx ddeennssiittyy aatt 88 GGHHzz 2
1.8
Flux density (Jy)
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0
200
400
600
Observation No.
800
1000
1200
RReessuullttss SSggrr AA** fflluuxx ddeennssiittyy aatt 88 GGHHzz 2
1.8
ピコピコしているのは本物か？ →ヒストグラムをつくってみる Flux density (Jy)
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0
200
400
600
Observation No.
800
1000
1200
RReessuullttss SSggrr AA** fflluuxx ddeennssiittyy の頻度分布 ((刻み幅00..55 JJyy)) 250
200
150
100
50
0
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
Flux density (Jy)
1
1.1
1.2
1.3
RReessuullttss 2
250
1.8
200
Flux density (Jy)
1.6
150
100
1.4
1.2
1
0.8
50
0.6
0
0.4
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
Flux density (Jy)
1
1.1
1.2
1.3
0
200
400
600
Observation No.
800
奇麗なガウス分布 → ピコピコはおそらく雑音 IInnttrraa--ddaayy vvaarriiaattiioonn の検出精度 00..880055±00..110055 JJyy 1000
1200
RReessuullttss 160
250
生データのヒストグラム((ccaalliibb前)) 140
200
120
100
150
80
calibra_on (強度較正)
100
60
40
50
20
0
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
Flux density (Jy)
1
1.1
1.2
1.3
0
4e-05
6e-05
8e-05
0.0001
0.00012
0.00014
0.00016
corr_amp
奇麗なガウス分布 → ピコピコはおそらく雑音 IInnttrraa--ddaayy vvaarriiaattiioonn の検出精度 00..880055±00..110055 JJyy うまくccaalliibbrraattiioonnができている！ 0.00018
0.0002
RReessuullttss VLA data 250
3.6 cm Our data 200
150
100
50
0
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
Flux density (Jy)
1
1.1
1.2
1.3
過去のccmm波での変動 ((HHeerrrrnnsstteeiinn eett aall..22000044)) はやっぱり疑わしい…� SSggrr AA** は非常におとなしい RReessuullttss
ちなみにNNRRAAOO553300は…� 160
10
NNRRAAOO553300 NNRRAAOO553300 140
9
120
100
80
7
60
6
40
20
5
0
4
0
100
200
300
2
400
明らかに増光 500
SSggrr AA** 1.6
3.5
4
4.5
5
5.5
600
6
6.5
Flux density (Jy)
7
7.5
250
Observation No.
1.8
Flux density (Jy)
Flux density (Jy)
8
SSggrr AA** 200
1.4
150
1.2
100
1
0.8
50
0.6
0.4
0
200
400
600
Observation No.
800
1000
1200
0
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
Flux density (Jy)
1
1.1
1.2
1.3
8
8.5
非常に安定した測定ができている！ 100
Flux density at 8 GHz
250
1622-253
NRAO 530
Sgr A*
1622-297
1921-293
200
150
50
0
0.4
0.5
0.6
0.7
1
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
Flux density (Jy)
2
1.8
1.6
0.1
40
60
80
100
120
140
160
Day of year
180
200
220
240
260
280
Flux density (Jy)
Flux density [Jy]
100
10
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0
200
400
600
Observation No.
800
1000
増光が確認でき次第AAtteell http://www.astronomerstelegram.org にてお知らせ致します。 ※観測再開は今月下旬の予定 1200
まとめ
• GG22 eevveenntt によるccmm波でのSSggrr AA**の変動を
捉えるためにVVLLBBIIモニター観測を実施 2011.3
2008.3
2004.5
• Sgr A*
SSggrr AA** aatt 88 GGHHzz は Flux density [Jy]
100
1622-253
NRAO 530
Sgr A*
1622-297
1921-293
10
1
0.1
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
Day of year
00..8811 ± 00..0077 JJyy ((pprreelliimmiinnaallyy)) で非常に安定 22 GGHHzzは検出できず • IInnttrraa--ddaayy vvaarriiaattiioonnも検出可能 • FFllaarree uupp が楽しみ！！ 280