可視光・Ｘ線・ガンマ線観測による活動銀河核の長期活動現象の解明

• Project/Area Number: 16J05742
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 橘 優太朗 東京工業大学, 理学院, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2016-04-22 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000); Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 活動銀河核 / ジェット / 降着円盤 / 時系列解析 / 機械学習 / 可視光 / X線 / 多波長観測 / ブラックホール連星 / 相対論的ジェット / ガンマ線バースト / 深層学習 / MAXI / MITSuME望遠鏡

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、超巨大ブラックホール（SMBH）に起因した重力エネルギーの解放による電磁波放射の長期変動の物理過程に対する制限を行うものである。
SMBHを中心に有する活動銀河核（AGN）からの放射は、相対論的な速度を有する電子の塊であるジェットと、SMBH周辺の高温の降着円盤からの二つが最も卓越していると考えられている。 しかし、その高い変動性の起源は未だ議論の最中である。
このような状況と昨年度までの研究から得られた示唆に基づき、本年度は、既存の手法での解析が困難であったデータに対して、機械学習を用いた解析手法の確立と、本研究で既に確立済みの解析手法の他天体への適用を行なった。
まず、可視光サーベイ観測においてAGNの系統的研究を可能とするために、銀河と星の分類器を機械学習の手法を用いて開発した。本手法は、変動天体の放射起源を推定する際の最も重要な情報の一つとなっている。また、十年以上に及ぶ三万天体以上のAGNの可視光観測結果を用いて、その変動の特徴量抽出と、物理量との関連性の調査を、深層学習の手法を用いて行った。その結果、AGNの可視光放射の変動非対称性が、その光度に関連することを示唆する結果が得られ、さらにこれが降着円盤の不安定性に起因する変動モデルから期待される特徴と矛盾しないことが示された。
新規解析手法の確立に加えて、確立済みの解析手法を他天体に適用することで新たな知見を得た。γ線バースト GRB161017Aに関する研究では、標準的なモデルから期待されるよりもその活動性が長期に及び、ほぼ同等の質量を持つ物質が数回放出されていたことを示唆する結果を得た。また、ブラックホール連星GRS 1915+105のX線放射の変動性に関する研究においては、四半世紀もの間隔をもった活動性の高い類似性を見出し、降着円盤を含む物理的に巨大な放射システムの存在を示唆する結果を得た。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Caltech(米国)
• [Int'l Joint Research] California Institute of Technology(米国)
• [Journal Article] Machine Learning for the Zwicky Transient Facility (2019)
  • Author(s): Mahabal Ashish et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of the Pacific Volume: 131 Issue: 997 Pages: 038002-038002
  • DOI: 10.1088/1538-3873/aaf3fa
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 2900 Square Degree Search for the Optical Counterpart of Short Gamma-Ray Burst GRB 180523B with the Zwicky Transient Facility (2019)
  • Author(s): Coughlin Michael W. et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of the Pacific Volume: 131 Issue: 998 Pages: 048001-048001
  • DOI: 10.1088/1538-3873/aaff99
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] State transitions of GRS 1739-278 in the 2014 outburst (2018)
  • Author(s): Wang Sili、Kawai Nobuyuki、Shidatsu Megumi、Tachibana Yutaro、Yoshii Taketoshi、Sudo Masayuki、Kubota Aya
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 70 Issue: 4 Pages: 67-67
  • DOI: 10.1093/pasj/psy058
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Late engine activity of GRB161017A revealed by early optical observations (2018)
  • Author(s): Tachibana Yutaro , Arimoto Makoto , Asano Katsuaki , Harita Shohei , Fujiwara Taichi , Yoshii Taketoshi , Itoh Ryosuke , Murata Katsuhiro L , Yatsu Yoichi , Morita Kotaro , et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 70 Issue: 5 Pages: 92-92
  • DOI: 10.1093/pasj/psy090
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] X-Ray, Optical, and Near-infrared Monitoring of the New X-Ray Transient MAXI J1820+070 in the Low/Hard State (2018)
  • Author(s): Shidatsu Megumi, Nakahira Satoshi, Yamada Satoshi, Kawamuro Taiki, Ueda Yoshihiro, Negoro Hitoshi, Murata Katsuhiro L., Itoh Ryosuke, Tachibana Yutaro, Adachi Ryo, Yatsu Yoichi, Kawai Nobuyuki, Hanayama Hidekazu, Horiuchi Takashi, Akitaya Hiroshi, Saito Tomoki, Takayama Masaki, Ohshima Tomohito 他 11 名
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 868 Issue: 1 Pages: 54-54
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aae929
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A Morphological Classification Model to Identify Unresolved PanSTARRS1 Sources: Application in the ZTF Real-time Pipeline (2018)
  • Author(s): Tachibana Yutaro、Miller A. A.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of the Pacific Volume: 130 Issue: 994 Pages: 128001-128001
  • DOI: 10.1088/1538-3873/aae3d9
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The fast, luminous ultraviolet transient AT2018cow: extreme supernova, or disruption of a star by an intermediate-mass black hole? (2018)
  • Author(s): Perley Daniel A , Mazzali Paolo A , Yan Lin , Cenko S Bradley , Gezari Suvi , Taggart Kirsty , Blagorodnova Nadia , Fremling Christoffer , Mockler Brenna , Singh Avinash , et al.
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 484 Issue: 1 Pages: 10311049-10311049
  • DOI: 10.1093/mnras/sty3420
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The 7-year MAXI/GSC X-Ray Source Catalog in the High Galactic Latitude Sky (3MAXI) (2018)
  • Author(s): Kawamuro T., Ueda Y., Shidatsu M., Hori T., Morii M., Nakahira S., Isobe N., Kawai N., Mihara T., Matsuoka M., Morita T., Nakajima M., Negoro H., Oda S., Sakamoto T., Serino M., Sugizaki M., Tanimoto A., Tomida H., Tsuboi, Y. 他 11 名
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Supplement Series Volume: 238 Issue: 2 Pages: 32-32
  • DOI: 10.3847/1538-4365/aad1ef
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] MITSuME observation of V404?Cygni in the 2015 outburst: Two optical variable components with different variability (2017)
  • Author(s): Tachibana Yutaro、Yoshii Taketoshi、Hanayama Hidekazu、Kawai Nobuyuki
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 69 Issue: 4 Pages: 63-75
  • DOI: 10.1093/pasj/psx040
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Discovery of the New X-Ray Transient MAXI J1807+132: A Candidate of a Neutron Star Low-mass X-Ray Binary (2017)
  • Author(s): Shidatsu M., Tachibana Y., Yoshii T., Negoro H., Kawamuro T., Iwakiri W., Nakahira S., Makishima K., Ueda Y., Kawai N., Serino M., and Kennea J.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 850 Issue: 2 Pages: 155-155
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa93f0
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] MITSuME observation of V404 Cygni in the 2015 outburst: Two optical variable components with different variability (2017)
  • Author(s): Tachibana et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: Accepted
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Two optical emission components with different variability in V404 Cyg (2017)
  • Author(s): Tachibana et al.
  • Journal Title: Proceedings of IAUS Symposium 324 Volume: Printing
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Two optical emission components with different variability in V404 Cygni (2017)
  • Author(s): Tachibana et al.
  • Journal Title: Proceedings of 7 years od MAXI Symposium Volume: Printing
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A soft X-ray lag detected in Centaurus A (2016)
  • Author(s): Y Tachibana, T Kawamuro, Y Ueda, M Shidatsu, M Arimoto, Ti Yoshii, Y Yatsu, Y Saito, S Pike, N Kawai
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 68 Issue: SP1
  • DOI: 10.1093/pasj/psw001
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] High-energy Non-thermal and Thermal Emission from GRB141207A Detected by Fermi (2016)
  • Author(s): M. Arimoto, K. Asano, M. Ohno, P. Veres, M. Axelsson, E. Bissaldi, Y. Tachibana and N. Kawai
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 833 Issue: 2 Pages: 139-151
  • DOI: 10.3847/1538-4357/833/2/139
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Resent progress of the Robotic TelescopeSystem ``MITSuME'' (2016)
  • Author(s): Yatsu et al.
  • Journal Title: Revista Mexicana de Astronomia y Astrofisica Conference Series Volume: 48 Pages: 24-26
• [Presentation] A recurrent neural network applied for modeling and forecasting optical flux variation of quasars (2018)
  • Author(s): 橘優太朗
  • Organizer: ジェット/降着円盤の時系列データ＋ベイズ・機械学習の会
  • Invited
• [Presentation] 深層学習によるクエーサーの可視光光度変化のモデル化と予測可能性 (2018)
  • Author(s): 橘優太朗
  • Organizer: 物理学会春季年会
• [Presentation] 深層学習によるクエーサーの可視光光度変化のモデル化と予測可能性 (2018)
  • Author(s): 橘優太朗
  • Organizer: 第18回高宇連研究会「高エネルギー宇宙物理学の最前線と2020/30年代のロードマップ」
• [Presentation] Two distinct disk states in GRS 1915+105 revealed by 9 yrs monitoring with MAXI and Swift (2018)
  • Author(s): 橘優太朗
  • Organizer: COSPAR 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 可視光変動と偏光観測で探るCTA 102 のフレア時における変動起源 (2017)
  • Author(s): 橘優太朗
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
• [Presentation] 可視光変動と偏光観測で探る CTA 102 のフレア 時における変動起源 (2017)
  • Author(s): 橘優太朗
  • Organizer: 第8回 光赤外線天文学大学間連携ワークショップ
• [Presentation] star/galaxy separation with PS1 survey data (2017)
  • Author(s): Yutaro Tachibana
  • Organizer: ZTF science/tool meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] star/galaxy separation with PS1 survey data (2017)
  • Author(s): Yutaro Tachibana
  • Organizer: GROWTH annual conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Modeling/predicting QSO’s light curve (2017)
  • Author(s): Yutaro Tachibana
  • Organizer: ZTF annual conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Two optical emission components with different variability in V404 Cyg (2016)
  • Author(s): 橘 優太朗
  • Organizer: IAUS Symposium 324: New Frontiers in Black Hole Astrophysics
  • Place of Presentation: スロベニア
  • Year and Date: 2016-09-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Multicolor optical observation of V404 Cygni (2016)
  • Author(s): 橘 優太朗
  • Organizer: Growth summer conference
  • Place of Presentation: アメリカカリフォルニア州
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ブラックホール連星V404 Cygの可視光からX線における放射及び変動機構 (2016)
  • Author(s): 橘 優太朗
  • Organizer: 日本物理学会秋季年会
  • Place of Presentation: 宮崎
• [Presentation] Two optical emission components with different variability in V404 Cygni (2016)
  • Author(s): 橘 優太朗
  • Organizer: 7 years of MAXI: monitoring X-ray transients
  • Place of Presentation: 和光市理研
  • Int'l Joint Research