セイファート銀河の分光観測に 挑戦！

セイファート銀河の分光観測に
挑戦！
E-3三舩貴之，八幡浩輔
S-3小林壮太，杉山潤一郎，髙山和真
チャレンジゼミナール報告会 2013年3月4日
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目的
• 天体の分光観測では，天体のスペクトルを観
測することで，天体までの距離，組成成分な
どが分かる．
• 美星天文台で，セイファート銀河NGC1068な
どを観測する.
• その分光解析のため，解析ソフトIRAF（Image
Reduction and Analysis Facility）の使用方法を
学ぶ．
• NGC1068を解析したい．
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天体分光器
•
•
•
•
スリットを通り分光器へ入射した光は
コリメータレンズで平行光に変換
回折格子でスペクトルに分けられる
カメラレンズでCCD上に結像
美星天文台の分光器
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CCD画像
天体（オブジェクト）以外の光も含まれている
• バイアス
– CCDから読み出す際の電荷（下駄として加算）
• ダーク
– 暗電流により発生するカウント値
• スカイ
– 夜光や街の光
• 宇宙線イベント
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天体情報を取り出す
フレーム：CCDカメラで得られる画像
フラット：周辺減光などによる感度ムラ補正
天体情報＝ （ オブジェクトフレーム
－ バイアスフレーム
－ ダークフレーム
－ スカイフレーム ）／フラット
分光観測では，さらに
コンパリゾンフレーム
により波長較正が必要
美星では鉄・ネオン輝
線を出すフォロカソー
ドランプを使用してい
る
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セイファート銀河とは
• 見かけ上の分類とは別に，
激しい活動性を示すものを
活動銀河という．
• 大半の銀河はスペクトル中
に吸収線のみを示すが，活
ハッブルが提唱した銀河分類の音
叉図 （R.ベレンゼン 1980 : p.149）
動銀河では全波長域で放
射（輝線）がみられる．
セイファート銀河
• スペクトル中に幅の広い強い輝線を有し，非常に明るく
小さな中心核（活動銀河核）を持っている．
– 輝線の半値幅から，幅の広い輝線が見られるものを1型セイ
ファート銀河，幅の狭い輝線が見られるものを2型セイファート
銀河
– 他に，電波銀河，クェーサー，スターバースト銀河等がある．
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美星天文台
• 8月25日(土)22:00～26日(日)04:00と10月12日
(金)22:00～13日(土)04:00の２回，美星天文台の
101cm望遠鏡と分光器，Andor社冷却CCDカメラを用
いて分光観測を行った．
• 撮影天体はNGC6946，NGC1068，NGC1052
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解析ソフトIRAF（Image Reduction and
Analysis Facility）
• 撮影したFITS (Flexible Image Transport System)データを
各種補正（整約）して，解析することができる．
• IRAFはアメリカ国立光学天文台（National Optical
Astronomy Observatories）によりサポートされているフ
リーソフト（http://iraf.noao.edu/）
– LinuxやWindowsのCygwin環境等で動作する
• 世界の天文学者が標準的に使用している解析ソフ
トなので，敷居が高いが挑戦してみた．
• マニュアルを探して，結局，美星天文台Web上の
「美星天文台101cm望遠鏡 IRAFによる分光データ
整約のすすめ 川端哲也（美星天文台）」が良かっ
たので，挑戦してみた．
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NGC1068(M77)
• くじら座にある渦巻銀河
– 距離 4,700万光年
– 視等級 +8.8
– 視直径 7' x 6‘
– 幅の狭い輝線が見られる2型
セイファート銀河
Wikipedia（NASA）
• IRAFを使用する解析により，
距離の算出に挑戦したい
Wikipedia
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画像チェック
バイアスフレーム
l1.fits
白い点は宇宙線イベント
コンパリゾンフレーム l23.fits
鉄ネオンの輝線スペクトル
オブジェクトフレーム
l24.fits
横一本の線がNGC1068（80℃，900秒）のスペクトル
ダークフレーム（-80℃， l43.fits
900秒）
フラットフレーム
l30.fits
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データ整約
•
•
•
•
•
バイアスフレームの合成： imcombine
フラットフレームの合成： imcombine
フラットからバイアスを引く： imarith
フラットの規格化：
imarith
オブジェクトフレームの一次処理：imarith
– オブジェクトフレームからバイアスを引き，フラットで割る
l24.fits
処理前
l24bf.fits
処理後
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オブジェクトフレームとコンパリゾンフレー
ムの一元化:apall
天体スペクトルを画像から抽出する
オブジェクトフレーム
コンパリゾンフレーム
• 縦軸はカウント値，横軸は画像上のピクセル位置
• 横軸を波長に同定したい
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コンパリゾンの波長同定：identify
鉄・ネオン同定チャート（右図）と比較し，コンパリゾンに
波長同定する
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オブジェクトスペクトルへ波長同定の
結果を登録：refspectra
OⅢ5025
OⅢ4977
Hα6589
Hα6609
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NGC1608の赤方偏移・後退速度・距離
ＯⅢ
Ｈα
ＮⅡ
文献値[Å] 観測データ[Å]
4959
4977
5007
5025
6563
6589
6584
6609
赤方偏移
後退速度
銀河までの距離
Δλ[Å]
18
18
26
25
Z=Δλ / λ0
0.00361
0.00358
0.00394
0.00378
  0 
z

 3.7  10 3
0
0
3
  cz  1.1  10 km/s
cz
r
 14 Mpc
H
ハッブル定数を80km/s・Mpcとした. 距離の文献値は14.4Mpc
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まとめ
• セイファート銀河NGC1068の赤方偏移・後退
速度・距離を求めるため
– 美星天文台で分光観測を行った
– 天文学者の使う解析ソフトIRAFに挑戦した
– NGC1068の解析に挑戦した
• 銀河までの距離は，文献値に比較的近いも
のになった．
• 分光観測について，ご協力下さった美星天文台 綾
仁台長，前野様に感謝いたします．
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