VERAのプロジェクト観測とその成果本間希樹国立天文台水沢ＶＥＲＡ観測所 VERA： VLBI Expolration of Radio Astrometry 入来４台の電波干渉計で銀河系の測量を行う石垣島水沢小笠原最長基線 : 2300 km 完成：2002年春新技術：２ビームアンテナ２ビームアンテナ : 焦点面上に２つの受信機を設置２天体を同時に観測することで大気揺らぎをキャンセル目標精度 : 10 マイクロ秒角 Target source Target source reference atmosphere atmosphere Normal VLBI station VERA station 通常のVLBI局とVERA局の模式図 VERAの目標：銀河系測量年周視差銀河系の大きさ：約 30 kpc 太陽系天の川銀河の中心銀河系の中心まで距離 8 kpc 視差 125 μ秒角銀河系の測量には、10μ秒角が測れる装置が必要銀河系全域の直接測量は２１世紀のフロンティア 2006/07年シーズンのプロジェクト観測 • 銀河系中心（３天体） PI: 小林 • 近傍ミラ型変光星の周期光度関係（５天体）ＰＩ：面高 • 近距離分子雲（３～４天体）ＰＩ：廣田 • 中距離銀河円盤計測（～１５天体）ＰＩ：本間銀河系中心プロジェクト Sｇｒ B2 銀河系中心の位置天文観測銀河系中心距離 R0 銀河回転速度 Θ0 銀河中心部1 kpc以内の構造／運動 Sｇｒ A Sawada et al. 2004 1度 150 ｐｃミラ型変光星脈動変光星のイメージ脈動しながら質量放出を起こす。星周領域でメーザーが観測される。マゼラン雲中の周期光度関係将来的には多数の変光星の観測から、マゼラン雲の距離や、脈動変光星の理解が進むと期待される近傍分子雲の観測 Orion 分子雲など、近傍の重要天体の距離を計測ローカルアームの構造 Hirota et al. (2007), D = 437 +/- 19 pc pi = 2.29 +/- 0.1 mas オリオン分子雲中距離円盤プロジェクト • 太陽から5kpc程度以内のメーザーを観測し、距離と運動を計測 • 太陽近傍の銀河系ディスクの基本構造を探る銀河系定数 R0, Θ0 銀河回転曲線渦巻き構造, 密度波の検証各星形成領域の研究ＨＲ図Ｏ型星の較正ＶＥＲＡの観測天体の分布図中距離円盤銀河系中心その他（ミラと近傍星形成領域は除く）腕の形状と構造をトレースできると期待される主な成果の紹介 • ミラ型変光星 → 中川氏の講演 • 近距離分子雲 → 廣田氏の講演 • 銀河円盤計測 → 本間（一部佐藤氏の講演） S269 （シャープレス269） S269 : 星が生まれている領域 S269の赤外線写真 D：5.28 +/- 0.24 kpc (2004年11月~) 強い電波を出す星人類が三角測量で計測した、最も小さい視差／最も遠い距離年周視差計測の歴史 • Parallax measurements since 1838 (S/N > 5) Distance (pc) This work (VERA) VLBI Hipparcos (1989) Bessel (1838) Ground-based optical year 記者発表（と余談） • 2007年7月10日に S269とOrion-KLの結果について記者発表ＮＨＫニュース、各紙で取り上げられた毎日新聞(07/8/22) → S269の銀河系内での位置と運動 • 距離～5.3 kpc 銀河系スケールに手が届く時代に (c.f. R0 ~ 8 kpc) ~30 kpc • LSRに対する固有運動 (V_l, V_b) = (-4.6, -4.1) km/s 銀河回転が相殺されて見えない → 太陽近傍と同じ銀河回転速度を持つ Θr /Θ0 = 1.00 +/- 0.03 太陽系銀河回転曲線に対する制限 • １天体の計測ながら、回転曲線に強い制限が付く S269 13 kpc までフラットな回転曲線を強く支持 W49Nによる銀河回転計測 HII regions with VLA • W49N：nearly on the Solar circle Massive SFR at D ~ 11 kpc Sun Line of sight 20000 AU Solar circle H2O maser with VERA W49N W49Nの固有運動 • 2005年10月から１年間の運動（位置基準：J1905+0952) 最も明るく、分子雲の視線速度に近いスポットの動き銀河面銀河面に沿った動きが見える → 銀河回転を検出今回の観測から、 μ= 6.5 +/- 0.1 mas/yr 分子雲の観測から V_r = 9 +/- 5 km/s この観測を再現する Ω（=Θ0/R0）は、 μ (mas/yr) W49Nの固有運動と銀河回転速度観測値 Ω= 30.0 +/- 0.6 (km/s/kpc) Vr (km/s) （R0 = 8.0 kpcを仮定、依存性は弱い） Sgr A*(Reid ら）に次ぐ、２例目の銀河系スケールでの銀河回転計測銀河回転速度の比較今回の観測 Ω= 30.0 +/- 0.6 (km/s/kpc) Reid & Brunthaler (2004) (VLBAで8年) Ω = 29.45 +/- 0.1 (km/s/kpc) 両者はerror barの範囲で一致している → Sgr A*の銀河面内の運動も小さい V_t ~ 5 +/- 5 km/s (c.f., V_t ~ 18 +/- 7 in Reid & Brunthaler) Sgr A*が銀河中心に静止している重要な証拠 → BH質量への制限、Binary説の棄却などに重要見えてきた銀河系の奥行きこれまでにＶＥＲＡで年周視差が計測された星の分布銀河系の模式図太陽付近の模式図太陽系 NGC 281 NGC 281 NGC 1333 Orion ρ oph S269 S Crt Illustration courtesy: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech) まとめと今後の展望 • ＶＥＲＡによって銀河系の奥行き・回転が見える時代がいよいよ到来 • 中距離円盤プロジェクトは、２００７年度も新規に２０天体程度、３年で50天体を目標に継続 • 興味ある方の様々な形での参加・共同研究を歓迎します。