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2019年 12月 1-2日 第10回 光赤外天文学大学間連携ワークショップ@倉敷市芸文館
東京大学 修士1年 紅山 仁
共同研究者 : 酒向重行, 大澤亮, 諸隈智貴, 小林尚人(東京大学), 奥村真一郎, 浦川聖太郎(日本スペースガード協会), 吉川真, 柳沢俊史(宇宙航空研究開発機構), 佐藤英貴(東京警察病院), Tomo-e Gozenメンバー
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Tomo-e Gozenによる 微小地球接近小惑星の広域サーベイ
画像credit : NASA/18
• 我々の地球の水の起源微惑星(地球の元)、小惑星、彗星、太陽系星雲など多数の説があるがよく解明されていない
• 小惑星起源説 : 小惑星帯の小惑星が軌道発展し 地球接近小惑星(NEO)になり地球に落下 特に数が多い小さいものが供給した可能性? (生命の起源についても同様)
• 地球近傍の小さいNEOを観測し、組成を知ることは重要 - 水のfeature (近赤外 2.72micron OH基吸収線) → 小惑星説肯定
Introduction月面のクレーター
2 /18 画像credit : NASA
小惑星帯
Near Earth Object
木星火星
• 小惑星の組成 : 地上で採取した隕石の組成とスペクトルを用いて、 対応するスペクトルをもつ小惑星の組成を推定。 可視光(+近赤外)分光が基本 例えば - S型 (Silicate, Stone)
- C型 (Carbon)
• 分光済み小惑星 - 小惑星帯 : 60,000天体
- 地球接近小惑星 : 1,000天体cf. 発見数小惑星帯小惑星 : 800,000天体地球接近小惑星 : 20,000天体
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小惑星をスペクトルから24 type に分類
(DeMeo+2009 Fig.15)
Introduction
• しかし小さいNEOの観測は難しい - 暗く地球に近づいたものしか観測できない
- 地球近傍を通過する小惑星は見かけの速度が大きく感度が下がる
- もし発見できたとしても2,3日で観測できなくなる
• 実際の観測現状 - 10 m級のNEOは99%未発見
- 追観測により組成を求めた10m級は約70天体
• 微小NEOの発見は組成を知る最初の一歩として重要
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Introduction
NEOのサイズごとの観測数と理論予想 (累積数)
Granvik+2018 Fig.20
サイズ小
理論予想→
↑観測数(累積)
サイズ大
直径10m直径1km
• 発見 Detection
- Tomo-e Gozenによる2Hz 動画観測を実施
- 機械学習を用いた移動天体検出アルゴリズムにより移動天体を検出
- 地球近傍の10m 級小惑星を発見
- 地球規模での即時follow upにより軌道確定、仮符号取得
• 即時追観測 Follow up - 分光追観測
‣ KOOLS-IFU - 多色同時
‣ MITSuME (明野, 岡山, 石垣)
‣ せいめい望遠鏡 CMOS
‣ MuSCAT (岡山) 色・スペクトル⇔組成
Method
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今日はここにFOCUS
MITSuME (左)明野 (中央) 石垣 (右) 岡山(大学間連携HP(http://oister.kwasan.kyoto-u.ac.jp/)
せいめい望遠鏡岡山188cm望遠鏡
• Tomo-e Gozenカメラを用いて小惑星を探索
- 2 Hz 12 flame 動画観測、突発天体に強い
- 7,000平方度、一晩に約3周のサーベイ効率
- 機械学習を用いた移動天体検出
Method : Detection
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(左) 木曽105 cmシュミット望遠鏡
(右)焦点面についたTomo-e Gozen
［作家名］蔀関月
［作品名］巴御前出陣図(一部)
［所蔵先名］東京国立博物館
［クレジット表記］Image: TNM Image Archives
credit: 明治座
観測回数 3回 2回 1回
Observation Procedure
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機械学習を用いた
移動天体検出30TB 生データ
既存天体除外人工衛星カタログ小惑星カタログ
差分画像
ネガポジが
移動天体を表す
既存天体
既存天体
小惑星発見までの流れ
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Observation Procedure
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Observation Procedure
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機械学習を用いた
移動天体検出30TB 生データ
既存天体除外人工衛星カタログ小惑星カタログ
差分画像
ネガポジが
移動天体を表す
既存天体
既存天体
小惑星発見までの流れ
追観測 太陽周回 小惑星センター
に報告地球周回
デブリ…
軌道決定
Asteroid or Debris ?
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2019.11.05 小惑星 2019.11.07 未確認デブリ
実際の2Hz 12 frame
6秒間の動画データ
• Tomo-e Gozen サーベイによりこれまでに3つの小惑星を発見!!
- 2019FA (3月) 2019SU10 (9月) 2019VD3 (11月)
Result
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Tomo-e 発見 小惑星センターへ申請
世界のプロ・アマチュアの 方々による追観測 仮符号取得
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Result2019 VD3 を追観測してくださった世界中のプロ・アマチュア
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日本、インド、ルーマニア、ドイツ、ウクライナ、イタリア、イギリス、アメリカ、ブラジル
• Tomo-e Gozen サーベイによりこれまでに3つの小惑星を発見!!
- 2019FA (3月) 2019SU10 (9月) 2019VD3 (11月)
Result
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Tomo-e 発見 小惑星センターへ申請
世界のプロ・アマチュアの 方々による追観測 仮符号取得
現状 : 10月から2つ… 観測者bias ??
予定 : 晴れた日には 1個/day 年間 100個
Result: Orbital Diagram
14/18JPL Small Body Database Browser(https://ssd.jpl.nasa.gov/)
2019SU10
2019FA2019VD3
火星軌道 地球軌道 小惑星軌道
黄道面からのinclinationを表す
Result: Orbital element
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5
10
15
20
25
30
35
0 20 40 60 80 100 120 140 160
absolute
magnitude(H)[mag]
inclination
NEO inclination-magnitude(H)
NEO(q < 1.3 au)2019 FA
2019 SU102019 VD3
5
10
15
20
25
30
35
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
absolute
magnitude(H)[mag]
eccentricity
NEO eccentricity-magnitude(H)
NEO(q < 1.3 au)2019 FA
2019 SU102019 VD3
地球軌道 基準面i
小惑星 e = 0
e : 小
e : 大
軌道傾斜角 軌道離心率
Result: Size
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0
2
4
6
8
10
12
14
10 15 20 25 30 35
0.0010.010.1110
Number
[%]
absolute magnitude H [mag]
NEO H distributionDiameter [km]
all NEO (21126)2019 FA
2019 SU102019 VD3
上位30%
20%
10%
小さいサイズ(10m級)を発見できているサイズ小サイズ大
直径10m直径1km
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Future Work• この天体に対して分光 or 多色同時 追観測をすることにより、微小小惑星の組成情報を得ることができる
• KOOLS-IFU, 京大3色同時CMOS, MITSuME(山梨、石垣、岡山), MuSCAT etc.
•
NEOs <= 20m(H>26); N=74BRO
VDL
A
K
C
Q
X
S
Binzel+2004(SMASS), Mommert+2016(UKIRT), Perna2018(NEO Shield-2), Devogele+2019(MANOS)より
微小NEOの質量パーセント
タイプ ⇔ 組成
Binzel+2018 Fig.6より
NEOサイズ毎の組成の質量パーセント比
←含水鉱物の可能性
• Tomo-e Gozenサーベイ観測 + 世界の追観測により3つの小惑星の発見に成功
• 年100個のペースの大量発見(予定)
• これらTomo-e で発見した小惑星に対する分光・多色追観測 から微小小惑星の組成に迫ることができる微小NEOは2,3日で観測できなくなるので連携が必要
• 同時多色から始め、ゆくゆくは分光(R100以下で十分)したい • NEOは17~18等で2~3 [arcsec/s]で移動するので非恒星追尾 or 広視野が必要
Summary
18/18 画像credit : NASA
