Probing Space-‐�me Structure near Massive Black Hole with Orbi�ng Stars Shogo Nishiyama (NAOJ) Summary 2/21 S2/S0-‐2 Orbit 2018 (next pericenter) Detec�on of Schwarz. effect with Subaru/IRD & COM (δRV ~ 0.2-‐2 km/s) NTT/VLT Keck Sgr A25mas * ～200AU Gillessen+09 2034 (pericent. a�er next) Detec�on of Frame dragging with TMT/NIRES & COM (δRV ~ 0.02 km/s) Introduc�on 3/21 Introduc�on 4/21 BHに による一般相対論効果の検出 5/21 星の軌道観測による一般相対論効果の測定 相対論効果なし 無回転BH (時 時空のゆがみ) 星からの 光の軌道 星の 軌道 (Angelil+ 10) BHに による一般相対論効果の検出 S2の軌道 6/21 S2 BH公 公転周期：16年 年 年 次回の最接近：2018年 近BH点 点距離：120AU 巨大BH 射手座A* 相対論効果の寄与： Υ(S2)=[GMSgrA*/c2]/rperi～ 10^-‐3 cf. Hulse-‐Taylor pulsar 25mas Υ～5×10^-‐6 ～200AU Gillessen+09 BHに による一般相対論効果の検出 7/21 Precessionの の観測方 方法1. astrometry 近(日 日・星・BH)点 点移動 S2の の場合 順行歳差運動) (順 遠点移動～1 mas/周 周回 cf. 最新の位置精度 ～0.1 mas (Yelda+11) ただし、extended mass à à 逆行歳差運動 例: SMBHの の0.1% (1,000Ms) à 逆行～順 順行 à (Rubilar & Eckart 01) BHに による一般相対論効果の検出 S2の軌道 S2の視線速度変化 Radial Velocity (km/s) 遠点 8/21 4000 3000 2000 1000 Gillessen+09 -‐1000 近点 25mas ～200AU 遠点 巨大BH 0 0 2000 4000 6000 (Angelil+ 10) Time (days) 7 km/s 10+1 S2の視線速度変化 Radial Velocity (km/s) 時間のゆがみの 有無による差 4000 3000 100 2000 10-‐1 1000 0 5000 Time (days) -‐1000 近点 0 遠点 10-‐3 近点 10-‐2 遠点 Radial Velocity Difference (km/s) BHに による一般相対論効果の検出 9/21 0 2000 4000 6000 (Angelil+ 10) Time (days) 時間のゆがみの 有無による差 7 km/s u S2の の軌道に対する、 10+1 空間のゆがみの影響 à à Kepler軌 軌道との差: ～7 km/s 100 10-‐1 10-‐3 0 近点 10-‐2 遠点 Radial Velocity Difference (km/s) 10/21 BHに による一般相対論効果の検出 5000 Time (days) (Angelil+ 10) 11/21 BHに による一般相対論効果の検出 BH近傍における一般相対論効果の検出 観測天体: S2 年とその前後数年 観測時期: 2018年 観測手法: 近赤外線分光 、高分散分光、 必要条件: 近赤外線(>1.5μm)、 補償光学 à 視線速度の長期・精密測定 à 目標精度: ～2 km/s (時空のゆがみ, 3σ) 12/21 BHに による一般相対論効果の検出 視線速度測定精度の現状と将来 Keck OSIRIS 波長分解能 3,600 波長較正 大気 SN比 比 20 目標精度：2 km/s 精度 [km/s] 20 13/21 BHに による一般相対論効果の検出 視線速度測定精度の現状と将来 Keck Subaru OSIRIS IRD(開 開発中) 波長分解能 3,600 70,000 波長較正 大気 コム SN比 比 20 10 目標精度：2 km/s 精度 [km/s] 20 ~0.2 14/21 BHに による一般相対論効果の検出 視線速度測定精度の現状と将来 Keck Subaru 回 転 す る BH OSIRIS IRD(開 開発中(時 ) 時空のひきずり) 波長分解能 3,600 70,000 波長較正 大気 コム SN比 比 20 10 目標精度：2 km/s 精度 [km/s] 20 ~0.2 (Angelil+ 10) 15/21 BHに による一般相対論効果の検出 視線速度測定精度の現状と将来 Keck Subaru OSIRIS IRD(開 開発中) 30m 望遠鏡 波長分解能 3,600 70,000 20,000 波長較正 大気 コム コム SN比 比 20 10 ~400 目標精度：2 km/s 0.03 km/s 精度 [km/s] 20 ~0.2 <~0.02 観測計画と現状 Subaru/IRD (1.6μm) Subaru/IRCS (2.2μm) 16/21 TMT 2021 2020 2014 2015 2016 2017 2018 2019 最接近 第一回観測 2014年 年5月 月 Subaru/IRCS/AO 観測計画と現状 17/21 Absolute scores for 4 check points (averaged) [3(high)-‐1(low)] <a1> = 2.8 (Scien�fic importance/Originality) <a2> = 2.0 (Clarity of scien�fic jus�fica�on) <a3> = 2.0 (Feasibility to achieve the proposed goal) <a4> = 2.8 (Use of telescope capability) Referee comments 一部 “The long-‐term scien�fic goal is very nice and ambi�ous, aiming at detec�ng the GR effect.” “Ambi�ous and very exci�ng program, with poten�ally very high gain. good use of Subaru.” 観測計画と現状 18/21 Absolute scores for 4 check points (averaged) [3(high)-‐1(low)] <a1> = 2.8 (Scien�fic importance/Originality) <a2> = 2.0 (Clarity of scien�fic jus�fica�on) <a3> = 2.0 (Feasibility to achieve the proposed goal) <a4> = 2.8 (Use of telescope capability) Referee comments 一部 実際的には stellar ji�er の不定性もかなり効いてくると予 “実 想されますが、 その評価が提案内容だけで足りるのかよく わかりませんでした。この点は 観測の成否に関係する重 要な項目なので、もっと検討するべき…” “The possible errors for the predic�on of radial velocity varia�ons should be carefully dealt with.” 19/21 観測計画と現状 星の自転速度と視線速度のRMS 視線速度のRMS [km/s] Lagrange+ 09より 2 B-‐late A-‐early A-‐late F-‐early F-‐late 早期型 à à RMS大 大 自転速度大 à à RMS大 大 S2:220±40 km/s (Ghez+ 03) 220 km/s 付近に ある星のRMSの の Median値 値 1 à 0.6 km/s Earliest な7個 個の Median値 値 à à 0.5 km/s 0 0 400 200 星の自転 (v sin i) [km/s] 20/21 BHに による一般相対論効果の検出 S2の軌道 巨大BH 射手座A* 25mas ～200AU Gillessen+09 a = 0”.1246±0.0019 (1.5%) e = 0.8831±0.0034 (0.39%) i = 134°.87±0.78 (0.58%) Ω = 226°.53±0.72 (0.32%) ω = 64°.98±0.81 (1.2%) t_p = 2002.3293±0.0066 (0.0003%) Summary 21/21 BH近傍における一般相対論効果の検出 観測天体: S2 年、2034年 年とその前後数年 観測時期: 2018年 観測手法: 近赤外線分光(Subaru, TMT) 、高分散分光、 必要条件: 近赤外線(>1.5μm)、 補償光学 à 視線速度の長期・精密測定 à 目標精度: ～2 km/s (時空のゆがみ) ～0.03 km/s (Frame dragging)
© Copyright 2024 ExpyDoc
