南極サイト調査用 dimm ( シーイング測定装置 ) の開発と試験観測
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南極サイト調査用 DIMM ( シーイング測定装置 ) の開発と試験観測. 東北大学理学部宇宙地球物理学科 天文学コース 4 年 沖田博文. 目次. ・ Introduction ・シーイングとは ・ DIMM の開発 ・ DIMM の概要 ・理論 ・装置 ・観測、解析結果 ・ Future work. 南極 40cm 望遠鏡 に取り付けた DIMM. Introduction シーイングとは?. 地上から天体を観測すると大気の攪乱によって光の波面が揺らぎ、星像も揺らぐ。. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
2008 2 1 4年 月 日 年生発表会
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南極サイト調査用DIMM( シーイング測定装置 )の開発と試験観測
東北大学理学部宇宙地球物理学科 天文学コース 4 年
沖田博文
22008 2 1 4年 月 日 年生発表会
目次・ Introduction ・シーイングとは ・ DIMM の開発・ DIMM の概要 ・理論 ・装置・観測、解析結果・ Future work
南極 40cm望遠鏡に取り付けた DIMM
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サイトシーイング値 [arcsec]
岡山天体物理学観測所 1.21±0.23
すばる望遠鏡 0.6
南極 ドーム C 0.54
南極 ドームふじ 0.5 以下 ?
地上から天体を観測すると大気の攪乱によって光の波面が揺らぎ、星像も揺らぐ。
→ シーイング(星像輝度分布の FWHM )
大型望遠鏡ではシーイング値を遥かに下回る理論分解能が出る
→ シーイングのよいサイトを選ぶことが本質的に重要
大気のないスペース ( 宇宙空間 ) で得られる星像の分解能 (Rayleigh limit) は
Introduction シーイングとは?
長時間露出したときに得られる星像輝度分布の FWHM で定量化
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南極Introduction DIMM の開発
極寒乾燥
大気の赤外線雑音が非常に小さく、赤外線~サブミリ波の透過率が極めて高い
高い晴天率内陸部は穏やかな天気常に下降気流
ドーム C (標高 3250m ) ~ 0.54”
良シーイングサイト
宇宙に開かれた最後の窓
→
→
ドームふじ(標高 3810m ) ≦ 0.5” ??
→DIMM の開発
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DIMM の概要
長時間露出した時に得られる星像輝度分布の FWHM に換算
DIMM(Differential Image Motiron Monitor)は対物プリズムのついた2つの開口を持つ、望遠鏡の先端に取り付けた観測装置
天体からの光↓
大気によって波面が乱れる
DIMM 板↓
↓
2 つの星像
相対位置の揺らぎを測定↓
↓
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DIMM の概要 理論 (1)
天体からの光・・・平面波↓
大気で波面が乱れる・・・波面
・・・位相誤差
光の進行方向のズレ・・・
α の共分散 、 φの共分散
を定義
、光の位相構造関数
Kolmogorov乱流を仮定 →
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DIMM の概要 理論 (2)光の進行方向の角度 の変動 =星像位置の変動
2 つの星の角度差 の二乗平均 = 2 つの星像の相対的な揺らぎの分散
と星像輝度分布の FWHM の関係・・・天頂角補正・・・
これらから求めるシーイングは
D ・・・開口直径d ・・・開口間距離
→
→ 星像の相対的な揺らぎ からシーイング測定が可能
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DIMM の概要 装置東大 TAO 計画で開発された UT-DIMM とほぼ同じ構造
南極 40cm 望遠鏡口径 400mm
焦点距離 5190mm
DIMM 板 開口間距離 d 250[mm]
開口口径 D74mm[mm
]
頂角 30[arcsec]ピクセルサイズ水平方向 0.3903[“/pix]
垂直方向 0.4553[“/pix]
東大 DIMM
観測ソフトも同じものを使用
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観測、解析結果
解析結果
2008 年 1 月 13-14 日 ピクセルサイズ測定 ピクセルサイズ決定は M42 の Fits 画像を 5 枚取得し、これらから決定
2008 年 1 月 16-17 日 DIMM 観測 ふたご座 β 星ポルックス ( 天頂角 15°) で 10 分間観測
Average 2.09”Median 2.03”
ポルックス土星
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Future Work
・ 1 晩のみ、 10 分間のみの観測→ シーイングの 1 日の時間変動、季節変動を 調べる為、長期間の観測が必要
・そもそも正しいシーイングなのか?→ 広大 DIMM と比較観測
・ 4 つのシーイング値の意味→ 上空の風向に依存
・露出時間の補正→ シーイングは露出時間にも依存
・開口直径 D の調整→ 典型的な空気の塊の大きさに依存
・さらなる考察・十分な観測
仙台で問題点を洗いだし、南極サイト調査を成功へ
↓
広大 DIMM
が必要