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銀河系スケールでの 年周視差と恒星軌道の計測 今井　裕 ( 鹿児島大学理学部 )

特定領域研究「サブミリ波の宇宙」第 3 回大研究会. 銀河系スケールでの 年周視差と恒星軌道の計測 今井　裕 ( 鹿児島大学理学部 ). Ⓒ Kagaya. VERA v.s. VLBA. 水メーザー源の年周視差計測. IRAS 19134+2131 (Imai et al. 2007, with VLBA). 10 μ as-level astrometry comes true!. S269 (Honma et al. 2007, with VERA ). kpc スケールの直接測距が可能に.

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銀河系スケールでの 年周視差と恒星軌道の計測 今井　裕 ( 鹿児島大学理学部 )

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  1. 特定領域研究「サブミリ波の宇宙」第3回大研究会特定領域研究「サブミリ波の宇宙」第3回大研究会 銀河系スケールでの年周視差と恒星軌道の計測今井　裕 (鹿児島大学理学部) ⒸKagaya

  2. VERA v.s. VLBA

  3. 水メーザー源の年周視差計測 IRAS 19134+2131 (Imai et al. 2007, with VLBA) 10μas-level astrometry comes true! S269 (Honma et al. 2007, with VERA)

  4. kpcスケールの直接測距が可能に H2O maser sources (VLBA, VERA) • UX Cyg: D= 1.85+0.25-0.19 kpc (Kurayama et al. 2002) • W3(OH): D= 2.04±0.07 kpc (Hachisuka et al. 2006) • S269: D= 5.28+0.24-0.22 kpc (Honma et al. 2007, PASJ in press) • ◎ IRAS 19134+2131: D= 8.0+0.9-0.7 kpc (Imai et al. 2007) • S Per: D= 2.51±0.09 kpc (Asaki et al. 2007) • IRAS 00420+5530: D= 2.17±0.05 kpc (Moellenbrock et al. 2007) • Orion KL: D= 437±19 pc (Hirota et al. 2007, PASJ in press) • ◎ S Crt: D= 433+40-36 pc (Nakagawa et al. 2007) • ◎ ρ Oph East: D = 178+18-37 pc (Imai et al. 2007, submitted) • NGC 1333 SVS13: D= 244±10 pc (Hirota et al. 2007)

  5. メーザー源の年周視差計測H2O v.s. CH3OH (12 GHz) (, OH) CH3OH (12 GHz) maser sources • W3(OH): D= 1.95±0.04 kpc (Xu et al. 2006) • IRAS 19410+2336 (G59.7+0.1): D= 2.2±0.2 kpc (Xu et al. 2007) M. Reid (in IAUS242) “Kinematic distances are sometimes wrong!”

  6. 銀河系内　ミラ型変光星周期ー光度関係の導出へ向けて銀河系内　ミラ型変光星周期ー光度関係の導出へ向けて S Crt H2O maser (Nakagawa et al. 2007)

  7. 銀河系内ミラ型変光星 P-L関係導出から銀河系動力学構造解明へ LMC VERAによる年周視差計測 　当面: ~30 Mira H2O masers 　最終的には 100 Miras 以上? σm ~0.1 mag >>> σD/D~0.05 鹿児島大学1m光赤外線望遠鏡を使った赤外線測光 ~500 Miras (~250 identified) >>> 最終的には 10,000 Miras (with KAG, OAO, IRFS/SIRIUS)? SiO/H2O メーザースペクトルからの 正確な星の視線速度情報 (σv~10 km/s) MW (based on HIPPARCOS)

  8. 老星からの「宇宙の噴水」の起源は？ メーザー源の軌道をたどってみよう

  9. Water fountain = stellar jet traced by H2O maser emission SPITZER/GLIMPSE Image (Deguchi et al. 2007) • 宇宙ジェットの第三のカテゴリ • メーザー以外では中間赤外ーミリ波でしか見えないものもある • 11天体 >>> 寿命~100年？ W43A (Imai & Diamond 2007)

  10. Astrometry with the VLBA Galactic rotation IRAS 19134+2131 (Imai, Sahai, & Morris 2007)

  11. Annual parallax and Galactic rotation

  12. ⒸKagaya Location and motion in the Galaxy 7.5 kpc • Annual parallax distance: D = 8.0+0.9-0.7 kpc • Location: (R, θ, z)=(7.4+0.4-0.3 kpc, 62±5 deg, 650+70-60 pc) • 3D velocity (VR, Vθ, Vz) =(3+53-46, 125+20-28, 8+48-39 )[km/s]

  13. Location and velocity in the Galaxy • Travel time from • the Galactic plane • 2.4 x 107 years • M*< 8.6 M◉ • 双極構造を持つ惑星状星雲のscale height: <z>=100 pc >>> 中心星はもともと大質量星らしい (Manchado 2004). • 連星系だとしたら銀河回転から逸脱した運動もあり得る • 単一中質量星でも進化末期に双極ジェット（と赤道流）を駆動できる (Blackman et al. 2001; S. Miyaji in private communication)

  14. Run away from the Galactic plane NGC 281 West (Sato et al. 2007) z~320 pc V~30 km/s

  15. Expansion of superbubble Chevalier (1974) E0=5.3x1043n01.12vsh1.4Rsh3.12 ~3x1052 erg Rsh[pc]=141[t/106yr]0.32 >>> t=12--14Myr NGC 281 West HD5005 HI map (-65 km/s < VLSR < -25 km/s) (Hartmann & Burton 1997)

  16. 双極流＋YSO固有運動+年周視差 IRAS 16293-2422 in ρ Oph East Imai et al. (2007) • Annual parallax distance D = 178+18-37 pc

  17. YSO固有運動の分離 IRAS 16293-2422 in ρ Oph East • VLAによる17年間　にわたる連続波源固有運動の追跡(Chandler et al. 2005) • A1: (-1.9, -27.8)[mas/yr] • A2: (-7.5,-16.1)[mas/yr] ※ 1mas/yr >> 0.76 km/s • メーザースポット群固有運動ー系統運動　 =スポット群内部運動 • H2O: (-20.6,32.4)[mas/yr]

  18. メーザー源内部運動=双極流 H2O masers on an infalling-rotating disk (Imai, Iwata & Miyoshi 1999) 奥 H2O masers along a bipoler outflow (Imai et al. 2007) 手前 Consistent configurations!

  19. メーザー源アストロメトリの問題点: その１ • メーザー源内部運動との切り分け • 天体の真の系統運動は？ • メーザー源内部の速度場を知りたい • Astrometry & Astrophysics の両立不可欠 • 所詮、数が少ない • トップレベルの距離／運動測定精度 • 観測対象の厳選が必要 • Mira P-L関係等、距離梯子精度の向上に貢献 • 代表的な星形成領域中のメーザー源数個ずつ • 各方面／MW構成要素に数10個ずつ • 離角2度以内に位置参照 quasars を見つけること

  20. メーザー源アストロメトリの問題点: その２ • 肝心な天体にメーザー源がない！ • 案外そうでもないかもしれない (c.f. SiO メーザー源） • IRAS 点源カタログ: 感度／位置精度不足 >>> SPITZER/AKARI 点源カタログに期待 SiO/H2O masers of RSG in young clusters (Nakashima & Deguchi 2006)

  21. VERAアストロメトリの現在と将来 • 現在 (2007年5月まで） • 精度向上／自動解析化への努力 • 誤差要因（大気など）の把握／測定／対策／解析ソフト開発 • 感度向上：　広帯域化／両円偏波化／新相関器 • 定常的観測局運用 • メーザー源アストロメトリ：　~30天体／年、 ~20天体／月 • 測地VLBI（局座標監視）： 24時間／3週 >>> σ~2mm • 参照電波源探査 • これから（ここ2ー3年間の課題） • 高精度アストロメトリ(σ~10μas)／自動解析法の確立 • ~100天体／年の年周視差計測 >>> Dynamic scheduling の導入 • 微弱 H2O/SiOメーザー源の観測

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