minitao 1.0m 用赤外 可視同時撮像カメラ anir
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miniTAO 1.0m 用赤外可視同時撮像カメラ ANIR本原顕太郎(東京大学天文学教育研究センター)他 TAO プロジェクトチーム
TAO : The University of Tokyo Atacama Observatory
A 6.5m IR/Optical telescope
At the highest site on the world (18500ft)
Led by Institute of Astronomy, University of Tokyo
TAO Project
One of the peaks at the Chajnantor plateau At the northern edge of ALMA concession Altitude of 5640m (18500ft) S 20deg/W 30deg
Co. Chajnantor
Very low water vapor (PWV~0.5mm@25%tile)
High transmittance in the infrared Good seeing (~0.7” @optical) Excellent weather(~90% clear fraction)
Good Conditions
continuous window in the NIR
New windows at 30 um
ATRAN simulation
PWV=5mm
PWV=1mm
PWV=0.5mm
A pathfinder telescope R-C Cassegrain telescope Focal ratio F/12.0 FOV φ10 arcmin Two facility instruments
near-infrared camera ANIR mid-infrared camera MAX38
Installed at the summit in 2009
Existing Facility : miniTAO 1.0m
Now Seen in Google Earth,
in Wikipedia,http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_highest_astronomical_observatories
… and Certified as Guinness World Record
ANIR : Atacama Near InfraRed Camera
HAWAII-2 array : 1 quadrant (1k x 1k) 0.9-2.5mm
YJHKs N128(Pa) , N1875(Pa), N191(Pa-off), N207
0.31”/pix, 5’x5’FOV Simple Imager RON~20e- rms Target Science
Paa Narrow-band Imaging Survey: Dust Enshrouded Emission Line Region
GRB, SNe Follow-up
2008.02.18-02.29 検出器は MUX フィルターボックスなし
2009.01.19-01.31 ファーストライト 問題点の洗い出し
検出器読み出しクロック ダイクロイックミラー設定
試験観測@かなた
Paa 大気の窓 Paa line (1.8751mm)
赤外域で最も強い水素輝線 ダストに隠された領域を見通す 2つの狭帯域フィルタ ; N1875/N191
Paschen-a accessible
Pa 撮像能力 感度
NICMOS/HST と同等 大気透過率 ~ 50% ただし、観測できない視線速度がある
NICMOS/191sec
ANIR/1080sec
SgrA RegionSgrA Region
Median seeing < 0.8” Clear fraction > 80% Low PWV < 1mm typical
Lower than ALMA site
Good Observational Condition
Atmospheric Transmittance
PWV
@ 5
100m
(mm
)
HAWAII-2 : Engineering Grade/ ハワイ観測所から貸与 デュワー : フィルター試験デュワーの流用 温度計、真空計 : 出世払い 光学系 : オフナー光学系、実費のみ購入品 (>\1M) 冷凍機 フィルター 可視チャンネル CCD カメラ
寄せ集め観測装置
miniTAO は GRB フォローアップに理想的 良好なサイト! 日本の南天の穴 (20S, 70W) を埋められる! 近赤外線同時観測で dark burst の迫れるANIR に可視ガイダーを作るお金が欲しい! フレームあたりの積分時間 >120sec 望遠鏡のトラッキング性能が未知数 河合特定領域・公募研究
ANIR に可視チャンネルを付けたい
不純な動機だった
Optical Channel of ANIR望遠鏡取り付け用フランジ
デュワー取り付け用フランジ
Optical focus stage FLI CCD Camera with USB IF
Proline PL 4710-1-MB Controlled from a Linux PC Filter Wheel Box Included
DM on a retractable stage
可視チャンネルレイアウト
71mm x 50mm 赤外チャンネルは Y-band(1μm) まで 製造候補は
日本真空 朝日分光 (MITSuME の実績 )
収束光内に入れるため、非点収差が出る⇒ 46.8 分角のウェッジ
Dichroic Mirror
E2V BI CCD 1056x1027 format RON=14e-/pix rms
0.4-0.4mm BVRI Slitless Grism
0.30”/pix, 5’x5’ FoV 既製品レンズの組み合わせ
Optical Channel Specifications
視野外周にはコマ収差が残る I-band は色収差でフォーカスがずれる
Performance of Optical Channel
I
Slitless Grism Spectroscopy R~30 ANIR のみで z<6 の GRB であれば同定可能 ただし、非常に初期の観測が必要
NGC1068 – J-bandNGC1068 – Grism
0th order
1st order
[OIII]4959+5007
Ha+[NII]6563
High Background @ I-band 16.6mag/□” 原因は可視光学系鏡筒の内部散乱?
黒色アルマイトは >700nm で光る
内部塗装を行った 黒アルマイト⇒トビカトップガード I-band の背景放射が激減
16.6mag/□”⇒ 18.1mag/□” まだ明るい (Typical 20 mag/□” @CTIO)
Improvement of Scattered Light
赤外チャンネルの結像には影響しない はずだった…
Image Quality in Infrared Channel
Cross-shaped PSF 回転しないので、スパイダー起源ではない。
イメージサイズが 1”以下にならない ポインティングが変わると形状が変動することもある DM の問題ではないことは確認 測光精度には問題ないことも確認
Strange Image Profile of NIR Channel
システム効率は 10%ほど低くなる 限界等級で 0.05mag程度の減少
Efficiencies of SimultaneousInfrared Imaging
Limiting Magnitudes
600sec, 5s, 1.5”aperture
I-band のみまだあまりよくない。 Background がまだ高い 黒アルマイト加工が原因と思われる
Band l(mm) Fn(mJy) Mag(AB)Y 1.02 27.5 20.3J 1.25 20.9 20.6H 1.63 15.8 20.9KS 2.15 17.4 20.8
Band l(mm) Fn(mJy) Mag(AB)B 0.44 1.7 23.3V 0.53 1.8 23.2R 0.63 2.2 23.0I 0.79 (5.5) (22.0)
GRB フォローアップ 特に、可視赤外同時撮像により SWIFT-UVOT による可視残光が同定出来なかったもの High-redshift? / Dusty environment?
AGN ダストトーラスエコー (Minezaki et al.) 可視・赤外のダストトーラスエコーで BH 近傍の降着円盤構造 MAGNUM の続き
超新星サイトの metallicity (Kuncarayakti et al.) 母銀河の星形成クラスターの SED
…
Simultaneous Imaging Science Targets
GRB フォローアップ観測 これまでに 6 回の GCN報告
GRB 111008A: miniTAO/ANIR NIR observations : GCN12437 GRB 111005A: miniTAO/ANIR NIR observations : GCN12420 GRB 101023A: miniTAO/ANIR NIR detection : GCN11379 GRB 101011A: miniTAO/ANIR NIR upper limits : GCN11362 GRB 101017A: miniTAO/ANIR NIR upper limits : GCN11356 GRB 091018: miniTAO/ANIR observations : GCN10047
1 ランあたりすくなくとも 3 回くらい観測している。 晴天率が非常に良い
GRB フォローアップ例 (1)
GRB091018 z=0.971 burst power law SED
Y= 18.98 ± 0.14
J = 18.94 ± 0.14
H = 18.68 ± 0.20
Ks = 18.20 ± 0.07
B= 19.97 ± 0.13
V= 19.56 ± 0.06
R= 19.42 ± 0.05
I= 19.12 ± 0.09
GRB111005A No Detection 西の空高度 20 度以下の観測 それでもシーイング 1arcsec!
GRB111008A 爆発後6hr で観測開始 JHKs detection!
J = 19.79 +/- 0.18 H = 19.47 +/- 0.19 Ks = 19.38 +/- 0.17,
Z=4.9898 / miniTAO で観測した最遠方天体 GROND は近赤外では検出できず。
GRB フォローアップ例 (2)J
H
Ks
Minezaki et al.
近傍 AGNモニター
可視データパイプライン 近赤外チャンネルのものの流用 Distortion 補正まではテンプレートで行える 2MASS星で WCS を設定して Shift&Add をしているので安定しない
可視チャンネルのキャリブレーション ANIRシステムでのフラックス原点出しや color termなどの測定は殆ど行われていない 積極的なユーザーを募集中
年間2ヶ月程度の運用しか行えない
現在の課題
miniTAO 用赤外可視同時撮像 ANIR シーイングも晴天率もいい
ただし、年間~2ヶ月の運用 可視赤外同時撮像
赤外チャンネルの星像が悪化する問題あり 可視のスリットレス分光も可能
GRB などのフォローアップを行なっている
まとめ
High Altitude Problems 高山病
集中力低下 疲れやすい イライラする⇒ 酸素吸入ルール
( でも酸素分圧はマウナケア (4200m)程度 ) 機器の不具合
HDD が簡単にクラッシュ ⇒ 加圧式ハードディスク容器:失敗 ⇒ USB メモリキー ⇒ 現在は SSD で運用 放熱トラブル 静電気 電源トラブル(電解コンデンサ?)
Base Facility at San Pedro de Atacama
土地購入 (15,000m2) 500m2 観測施設( 2012年度建設予定)
Observation room : Remote Observation Laboratory : Maintenance of Instruments,
Telescopes Several Bedrooms : for observers
WiFi Network between Summit and SPA
The base facility at SanPedro de Atacama
The miniTAO telescope at Co. Chajnantor
(hardware setup completed in March 2011)
The WiFi System Setup
The summit LAN The base LAN
L3 switch L3 switch
Regular use
Backup use
The Wireless LAN bridge
JRL-710 (JRC, Japan)
The Antenna NZA-666 (1m-Parabola; JRC)
The radio frequency 2.4 GHz (IEEE802.11a/b/g)
The throughput 5 Mbps常用系と予備系の 2 系統常用が落ちると自動で予備に切り替わる
遠隔観測 山頂は完全無人、もしくはただ見ているだけ
天候チェック ドーム内状況チェック 観測開始(随時天候等確認) 観測終了 装置・望遠鏡を終了状態に
ほぼ日没~日の出まで観測 たまにトラブルが発生すると緊急登頂望遠鏡、ドーム制御の安定化が課題
山麓観測小屋観測の様子
ANIR の観測に興味の有る方はご連絡ください 観測 サイエンス提案のみでもanir@ioa.s.u-tokyo.ac.jpまで
最後に
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