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銀河系ハローにおけるミラ型変光星探査

銀河系ハローにおけるミラ型変光星探査. 坂本強（日本スペースガード協会）松永典之（東大）、 長谷川隆（ぐんま天文台）、 三戸洋之（東大木曽観測所）、 中田好一（東大木曽観測所）. 銀河系概略図. ハロー 13Gyr の星が支配的 <10Gyr の星も存在 金属量が枯渇. 矮小銀河 （ 20-30 個） 0-13Gyr ~10 7-10 Msun 金属量が枯渇. 厚い円盤 (10-13Gyr?). 薄い円盤 <10Gyr 金属量が豊富. Sun. 銀河系ハロー. SDSS により大規模な恒星流発見 (~100kpc). Dwarf galaxy.

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銀河系ハローにおけるミラ型変光星探査

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Presentation Transcript

  1. 銀河系ハローにおけるミラ型変光星探査 坂本強（日本スペースガード協会）松永典之（東大）、 長谷川隆（ぐんま天文台）、 三戸洋之（東大木曽観測所）、 中田好一（東大木曽観測所）

  2. 銀河系概略図 ハロー 13Gyrの星が支配的 <10Gyrの星も存在 金属量が枯渇 矮小銀河 （20-30個） 0-13Gyr ~107-10Msun 金属量が枯渇 厚い円盤 (10-13Gyr?) 薄い円盤 <10Gyr 金属量が豊富 Sun

  3. 銀河系ハロー • SDSSにより大規模な恒星流発見(~100kpc) Dwarf galaxy Stellar stream 矮小銀河の星が銀河系潮汐場で剥がされ形成 (寿命数Gyr)

  4. 過去の恒星流探査と問題点 • 多くの研究のトレーサーは古い(~13Gyr) 星（水平分枝星） • 中間的年齢の種族の探査あり（炭素星、red clump星） （Totten et al. 2000;Ibata et al. 2001;Mauron et al. 2007） • しかし、炭素星の距離の不定性大きい 　（大部分はミラ型変光星。しかし周期が得られていない） • サンプルも化学組成や年齢に強いバイアスあり ⇒銀河系ハローにおいて中間的年齢の星がどのように分布し、階層的銀河形成論の予言と合致するのか不明

  5. 中間的年齢星を使った探査Ibata+01 • 分光観測で炭素星 　 同定 • 炭素星の多くは Sagittarius streamに 付随

  6. 過去の炭素星から探るストリーム構造研究の欠点過去の炭素星から探るストリーム構造研究の欠点 • Ibataらの炭素星の多くはミラ。しかし、周期なし。 • 実際は距離にかなり大きな誤差(絶対等級~5mag)が含まれている 絶対等級が 最大5等も変わる 2.0 2.4 2.8 3.2 周期

  7. ミラ型変光星 • 中間的年齢(0.5-10Gyr) • 周期光度関係をもつ。良い距離指標 ->銀河系構造の良いトレーサー • 恒星進化の最終段階→大量の質量損失　 • 周辺部でダスト形成 ->ダスト形成の理解（metal-poorな環境下） 銀河河系ハローの広域にわたってミラ型変光星を探査し、 ３次元空間分布を決定する

  8. 我々の観測 • 銀河系ハローにおいて広域にわたってミラ型変光星を探査し、３次元空間分布を決定する • 木曽観測所1m望遠鏡+2KCCD2009年1月-2012年2月 • 月に一度程度のモニタリング観測（I-band） • サンプル219個 -RA=8h-16.5h,b>30° 2MASS J-H>0.7,H-K>0.3,K<13.5 SDSS g’-r’>0.8,r’-i’>0,i’<18.5 を満たす星（stream領域に限定していない） -Sextans dSph方向の振幅大の1星 (Palmar-Quest Survey)

  9. 検出したミラのLight curve • Iバンドの振幅>1等をミラ 長期にわたる 変光トレンド →Phase dispersion minimum法を使って周期決定

  10. 距離測定 • PL relation • PL relationからのずれはH-Kの色を使用 PL relationからずれ(Ks) PL relationからずれ 2.0 2.4 2.8 3.2 H-Ks 周期 Ita & Matsunaga(2011)

  11. 空間分布 Sextans dSph Mira • 16個のミラ発見 • 100kpc付近まで存在 • 大部分はSgrstreamに付随→中間的年齢の星はSgr dSph起源? 50kpc以内に降着した 　矮小銀河の多くは早期に星形成が終了? ⇔MW dSph Sgr stream に付随 90kpc-stream (Newberg + 03) Sagittarius stream (Law et al. 2005) Sagittarius stream(Law+05)

  12. Sextans dSph(Sakamoto et al. submitted) #2 • [Fe/H]~-1.9(Battaglia et al. 2011) cf.LMC –1~-0.5 • 2つのミラを発見-最もmetal-poor • Carbon-rich Mira に 星周ダストの存在を示唆 #1 tidal radius 星周ダスト が存在 +10.0 -10.0 +12.3 -10.3 +11.2 -9.9

  13. Sgr stream (X<20kpc) • Sgr streamにはSgr dSphで発見されている長周期ミラがない • ミラの周期分布は金属量が低いほど短い側へシフト ⇒Sgr streamの中間的年齢の星はSgr dSphに比べ、old and/or metal-poor Streamに 　　長周期ミラなし

  14. 次なるステージ • 近赤外域でのモニタリング 　本研究：近赤外データ数個から平均等級決定 　→距離の不確定性は平均等級の不確定性が　支配的 -振幅+Long-term trend(in Ks) • 可視近赤外域での同時モニタリング IcとKsでPhase lag?->ミラそのものの理解 • 青色ミラ・遠方赤色ミラ探査

  15. 次のステップへ~現在のサンプルの問題点~ 探査なし どのような構造か 全く不明 赤いミラのみ探査 化学組成/年齢に バイアスあり 2009-2012 のサンプル 探査なし 早期AGB (より古い) Sagittarius stream (Law et al. 2005) Sagittarius stream(Law+05) Marigo et al. (2006)

  16. Future work青色ミラ・遠方赤色ミラ探査 • KWFCで -青色ミラサーベイ（より古い） 　過去に降着した矮小銀河の 　星形成史へ制限 -赤色ミラサーベイ 　銀河系ハロー最外縁部 　の構造解明 ・木曽1m+KWFC サンプル613個 I=14-19.5mag 遠方赤色ミラ探査 青色ミラ探査 Sagittarius stream (Law et al. 2005) Sagittarius stream(Law+05)

  17. まとめ • 銀河系ハローの広域にわたってミラ型変光星探査を行った（空間的なバイアスなし） • ミラは主にSgr streamに付随している。中間的な年齢の星はSgr dSph起源である可能性を示唆。 • Sextans dSphに最もmetal-poorな２つのミラを発見。非常にmetal poor([Fe/H]=-1.9)の環境下で初めてcircumstellar dustの存在を示唆。 • Sgr stream領域では、Sgr dSphで発見されている長周期ミラ(P>300日)は存在しない。 Sgr streamがSgr dSphよりも古いor金属量が枯渇していることを示唆した。

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