Abstract Hyper Suprime-Cam (HSC) is a wide-field imaging camera on the prime focus of the 8.2-m Subaru telescope on the summit of Mauna Kea in Hawaii. A team of scientists from Japan, Taiwan, and Princeton University is using HSC to carry out a 300-night multi-band imaging survey of the high-latitude sky. The survey includes three layers: the Wide layer will cover 1400 deg2 in five broad bands (grizy), with a 5 σ point-source depth of r ≈ 26. The Deep layer covers a total of 26 deg2 in four fields, going roughly a magnitude fainter, while the UltraDeep layer goes almost a magnitude fainter still in two pointings of HSC (a total of 3.5 deg2). Here we describe the instrument, the science goals of the survey, and the survey strategy and data processing. This paper serves as an introduction to a special issue of the Publications of the Astronomical Society of Japan, which includes a large number of technical and scientific papers describing results from the early phases of this survey.

The most intense monitoring observations yet made in the optical and near-infrared wave bands were carried out for Seyfert 1 galaxies NGC 5548, NGC 4051, NGC 3227, and NGC 7469 by the MAGNUM telescope, and clear time-delayed responses of the K-band flux variations to the V-band flux variations were found for all of these galaxies. Their H - K color temperatures of 1500-1800 K, estimated from their observed flux variation gradients, support a view that the bulk of the K flux should originate in the thermal radiation of hot dust surrounding the central engine and that the lag time should correspond to light-travel distance between them. Cross-correlation analysis measures their lag times to be 47-53 (NGC 5548), 11-18 (NGC 4051), about 20 (NGC 3227), and 65-87 (NGC 7469) days. The lag times are tightly correlated with the optical luminosities, as expected from dust reverberation (Δt ∝ L0.5), while weakly with the central virial masses, which suggests that the inner radii of the dust tori around active nuclei have one-to-one correspondences with their central luminosities. In the lag time versus central luminosity diagram, the K-band lag times place an upper boundary on the similar lag times of broad emission lines in the literature, which not only supports the unified scheme of AGNs but also implies a physical transition from the BLR out to the dust torus that encircles the BLR. Correlated short-term V-band and X-ray flux variations in NGC 5548 are also found with a delay of 1 or 2 days, indicating the thermal reprocessing of X-ray emission by the central accretion flow.

The Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program (HSC-SSP) is a three-layered imaging survey aimed at addressing some of the most outstanding questions in astronomy today, including the nature of dark matter and dark energy. The survey has been awarded 300 nights of observing time at the Subaru Telescope and it started in March 2014. This paper presents the first public data release of HSC-SSP. This release includes data taken in the first 1.7 years of observations (61.5 nights) and each of the Wide, Deep, and UltraDeep layers covers about 108, 26, and 4 square degrees down to depths of i~26.4, ~26.5, and ~27.0 mag, respectively (5sigma for point sources). All the layers are observed in five broad bands (grizy), and the Deep and UltraDeep layers are observed in narrow bands as well. We achieve an impressive image quality of 0.6 arcsec in the i-band in the Wide layer. We show that we achieve 1-2 per cent PSF photometry (rms) both internally and externally (against Pan-STARRS1), and ~10 mas and 40 mas internal and external astrometric accuracy, respectively. Both the calibrated images and catalogs are made available to the community through dedicated user interfaces and database servers. In addition to the pipeline products, we also provide value-added products such as photometric redshifts and a collection of public spectroscopic redshifts. Detailed descriptions of all the data can be found online. The data release website is https://hsc-release.mtk.nao.ac.jp/.

The first detected gravitational wave from a neutron star merger was GW170817. In this study, we present J-GEM follow-up observations of SSS17a, an electromagnetic counterpart of GW170817. SSS17a shows a 2.5-mag decline in the $z$-band from 1.7 days to 7.7 days after the merger. Such a rapid decline is not comparable with supernovae light curves at any epoch. The color of SSS17a also evolves rapidly and becomes redder for later epochs; the $z-H$ color changed by approximately 2.5 mag in the period of 0.7 days to 7.7 days. The rapid evolution of both the optical brightness and the color are consistent with the expected properties of a kilonova that is powered by the radioactive decay of newly synthesized $r$-process nuclei. Kilonova models with Lanthanide elements can reproduce the aforementioned observed properties well, which suggests that $r$-process nucleosynthesis beyond the second peak takes place in SSS17a. However, the absolute magnitude of SSS17a is brighter than the expected brightness of the kilonova models with the ejecta mass of 0.01 $\Msun$, which suggests a more intense mass ejection ($\sim 0.03 \Msun$) or possibly an additional energy source.