HDS 国立天文台 ( ) 視線速度精密測定の精度 ( 予備的考察 ) 及び 興隆 (Xinglong) 天文台のエシェル分光器について 神戸栄治

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1 HDS 国立天文台 ( ) 視線速度精密測定の精度 ( 予備的考察 ) 及び 興隆 (Xinglong) 天文台のエシェル分光器について 神戸栄治

2 究極の精度は星のスペクトルがもつ features の量による v line c w l d 1 N pix I I ~ 典型的な傾き テンプレートに対して相対的に c c w:apparentli newidth (incl.ip) l d :relativeli nedepth N pix :numberof pixelsoverli ne I c :continuumintensityperpixel 例 ) HDS: λ=550n m, w=0.005nm, l d =0.3,N pix =5,I c =10 5 e v line 12m / s / exposure (simulation:solar-typestar,10 5 e 0.7m/sfor n m) 効率望遠鏡の口径 スループット 露出間の deadtime( 明るい星 短時間変化の検出 ) gascell( 測定に使える波長域, ガスによる photon の吸収 ) 分解能 : 太陽型星の場合 15 万 ~20 万でサチル ただし 系統誤差を求めたい精度に抑えておく必要あり ( 特に long-termprecision のために )

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4 しかし 究極の精度を得るためには いろいろな誤差を補正しなければならない 一般的な例 ) (mechanical) driftofspectrograph hundredsm/s/0.1k,100m/s/ mbar guidingerors,uneveniluminationof sli tduringexposure これらは conventional な補正方法でも 注意深く観測すれば ~100m/s にはなる?? changes of IPshape CCDの位置による変化 温度や気圧 LN2の量 sli till umination(conventional), focusing などの変化 typicall ya few %/night, several%/night-to-nightand/orrun-to-run[1%~10-25m/s] CCD の chargediffusion, CTE の問題 数 m/s(keck) CCD の膨張 1m/sfor0.02Ktemperaturechangeof D CC(HARPS)

5 simultaneouscalibrationtechn ique CORAVEL (Barann etal.1979) : Fell gett-griffin-type(griffin1967) mechanicalmask σ~afewx100m/s ELODIE/CORALIE/HARPS whitepupiltype two fibers for*sp.andth-ar/whiteli ght +Fabry-Perotforcali bration (EMILIEexclusively forabsoluteastronomicalaccelerometer) usecross-correlation function (numericalmask)tomeasurerelativeshift of*sp doubleimagescrambler (Brown,AFOE) FLAG(EMILIE) temperature/pressurecontroll ed HARPS:short-termprecision: Th-Ar 同士 :0.1m/s ( ただしランダムではない ) star:0.26m/s (0.2m/s forunidentifiederrors) long-termprecision:star:1m/sover4month 利点と欠点 canusewideopticalwavelengthrange nophotonabsorptionbyreference source relativetoatemplatestar&reference spectra long-termprecision (Th-Arisenough?)? formatchange,combination withother instruments

6 Elodie のテストの例 (Bouchy andconnes 1999, AApS,136,193) fiber はguidingeror などを1/100 減らす 2つのファイバー間 ( 両方ともF-P) には drift 量の1/100 程度のエラーが残る 温度などの安定化 星 :( ガイドエラーなどによる )intensity 変化が見かけのシフトを引き起こす 補正 doubleimagescrambler FLAG ~0. 1 ~375m/s

7 gasabsorptioncels tell uricli nes (GriffinandGriffin1973):optical winds σ~ a few10m/s HFcell(CampbellandWalker1979,PASP,91,540) 6li nesataround8700a, σ~15m/s I2cell KochandWohl(1984) SUN Butler (1987,MhD),MarcyandButler (1992PASP,104,270,) extensivesearchforappropriategas softwaretomodelstar+i2andip Valentietal.195 (PASP,107,966),Buteretal.1996 (PASP,108,500) short-termprecision: σ~0.42m/s/ 分 (UVES) 1m/s(UCLES/AAT) ただし largedrift(±10m/s) を除いて long-termprecision: σ~3m/s (LICK,KECK など ) 利点と欠点 I2 によるガスの吸収 5000 A ~6200 A のみ使用化 IP を本質的に (?!) 伝える過去のデータに遡って再解析できるどこまで補正できるのか まだ見極められていないどの分光器にも追加しやすい ある程度の精度は出せる絶対波長基準として有用

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9 Doppler-FreeHighResolutionSpectralAtlasof IodineMolecule1500to 1900cm -1 沃素の 4 本の超微細構造遷移線の波長は 2 次標準波長 光の絶対波長が 0.001/cm で校正することを可能にしたスペクトル集

10 σ=~5m/s~3m/s 現在の G 型巨星の惑星探しなど 太陽型星以外の星震学 (roap 星 ) など 岡山 188cm:I2 観測 ソフトウェアの改良 スループット改善 分光器内の温度の更なる安定化 Xinglong216cm :? σ=3m/s~2m/s(~1m/s) 現在の G 型巨星の惑星探しの延長 (multipleplanetarysystems など ) など特徴ある太陽型星の星震学 ( 長期モニタなど ) HDS: 短時間的にはこの精度は出ている?! 岡山 188cm:fiber-feed +I2 観測 ソフトウエアの改良 などでどこまでできるかぐんま1.5m:fiber-feed,I2/otherreference sources? σ=1m/s~0.1m/s(?!) 特殊仕様のレベル特徴ある太陽型星の星震学 ( 同上 ) 地球型惑星探し / 検証 (?! どう長期間安定性を確保するか ; 少なくともこの精度は視野には入りつつある ) 次世代視線速度測定装置ぐんま1.5m:sub-m/s できる??? どこまで追求するかは やりたいサイエンスによる

11 EcheleSpectrograph forxinglong2.16m-telesc ope 2004/03/23 日に訪問 ( 野口さんと ) 望遠鏡カセグレン焦点 (R-Csystem,f/9,10.61arcsec/mm) クーデ焦点 (f/45, f=9720cm 7 枚鏡 効率 20%,2.12arcsec/mm) 現在 fiber-feed を計画中 ( 年末にデザインが完成?) エシェル分光器 Zhao,G.andHong-BinLi2001, Chin.J.Astron.Astrophys.1,555 JiangS.Y.1996,inGroud-basedAstronomyinAsia,ed.N.Kaifu(NAOJ,Tokyo),335 NanjingAstronomicalInstrumentationResearchCenter ( 旧?) で製作 pre-optics(finder, derotator,imagesli cer,slitviewer,calibrationlamps) dichroicmirror (bluearm for<550n m,redarm for>550nm) bluearm(off-axiscolli mator,90mmbeam,r2 eche ll e 79gr/mm,UBK7 prism) redarm(off-axiscolli mator,90mmbeam,r2 eche lle,31.6gr/mm,zf3 prism) 両 armともshort/middle(off-axis fold schimdt)/longcamera を備える分解能 ( 約 ):blue/short12,00 (24um x2pixels=2.7arcsec) /middle30,00 (24umx3pixels=1.4arcsec) /long180,000(15umx3pixels=0.24arcsec) 効率 :0.2~0.5%(withoutimagesli cer ) 例 ) FG VirV=6.5 blue/middle 600sec 100/ resolution 岡山の2~3 倍悪い??? 現行のシステムで達成できるヨードセルの精度は6m/s/exposure 程度温度コントロールなし mechanicalstabili ty は大丈夫か? とにかくつけてみる現在 TEKCCD1Kx1K (24umchip のみ (KODAK2Kx2K?

12 2.16m-Telescope Dome bao.ac.cn/engli sh/telescope216.asp

13 pre-optics bynoguchi-san

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16 bynoguchi-san

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スライド 1

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