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ブラックホールを用いた高赤方偏移宇宙の探査に関する理論研究

Research Project

Project/Area Number 17J09895
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Astronomy
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

松本 達矢  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords重力波 / 連星中性子星合体 / ガンマ線バースト / ブラックホール / 重力波天体
Outline of Annual Research Achievements

今年度は連星中性子星合体に関する共同研究を行った。
連星中性子星合体は2017年に初観測された。このイベントはGW170817と名付けられ、ガンマ線から電波に至る電磁波でも観測が行われた。ガンマ線の検出は、連星中性子星合体が短いガンマ線バーストの起源であるという説の証拠になる可能性がある。また、主に可視光、近赤外線において輝くマクロノバと呼ばれる天体は連星中性子星の合体時に合成された重元素の放射性崩壊によって駆動されている可能性があり、注目された。
まず、検出されたガンマ線(以下 GRB170817A という)に関して、それが短いガンマ線バーストの証拠なるかを考察した。私は観測されたガンマ線の放射源が、コンパクトネス条件と呼はばれる光子が放射源から抜け出るための条件を満たすかを調べることで理論モデルに加えられる制限を調べた。その結果、連星中性子星合体では従来考えられていたジェット以外からもガンマ線は放射されることを意味する。
また、マクロノバに関して、エネルギー源が重元素からの加熱かどうかをより詳細に検討した。連星合体後には一般に短いガンマ線バーストを駆動するような高エネルギー天体が形成されると考えられている。高エネルギー天体の活動はマクロノバを駆動する飛散物 質にエネルギーを注入する可能性が考えられる。私は高エネルギー天体からのエネルギー注入を考慮して観測されたマ クロノバの光度曲線の再現を試み、マクロノバは重元素加熱がなくとも再現されることかを示した。さらに、エネルギー注入機構として長時間によってジェットが駆動される場合を考え、今後のX線観測によって、 ジェットの存在が確認できることを示した。
最後に、より短時間でのマクロノバがどのような観測的特徴をもつかも考察した。

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。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 7 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] ヘブライ大学/テルアビブ大学(イスラエル)

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  • [Int'l Joint Research] Tel Aviv University(イスラエル)

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  • [Int'l Joint Research] Penn State University(米国)

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  • [Journal Article] Generalized compactness limit from an arbitrary viewing angle2019

    • Author(s)
      Matsumoto Tatsuya、Nakar Ehud、Piran Tsvi
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 486 Issue: 2 Pages: 1563-1573

    • DOI

      10.1093/mnras/stz923

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Is the Macronova in GW170817 Powered by the Central Engine?2018

    • Author(s)
      Matsumoto Tatsuya , Ioka Kunihito , Kisaka Shota , Nakar Ehud
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 861 Issue: 1 Pages: 55-55

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aac4a8

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Polarization of the first-hour macronovae2018

    • Author(s)
      Matsumoto Tatsuya
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 481 Issue: 1 Pages: 1008-1015

    • DOI

      10.1093/mnras/sty2317

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Delayed Jet Breakouts from Binary Neutron Star Mergers2018

    • Author(s)
      Matsumoto Tatsuya、Kimura Shigeo S.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 866 Issue: 2 Pages: L16-L16

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aae51b

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Constraints on the emitting region of the gamma-rays observed in GW1708172018

    • Author(s)
      Matsumoto Tatsuya、Nakar Ehud、Piran Tsvi
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 483 Issue: 1 Pages: 1247-1255

    • DOI

      10.1093/mnras/sty3200

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] GW150914-like black holes as Galactic high-energy sources2017

    • Author(s)
      Ioka Kunihito、Matsumoto Tatsuya、Teraki Yuto、Kashiyama Kazumi、Murase Kohta
    • Journal Title

      Monthly Notice Royal Astronomy Society

      Volume: 470 Issue: 3 Pages: 3332-3345

    • DOI

      10.1093/mnras/stx1337

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Can isolated single black holes produce X-ray novae?2017

    • Author(s)
      Matsumoto Tatsuya , Teraki Yuto , Ioka Kunihito
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 475 Issue: 1 Pages: 1251-1260

    • DOI

      10.1093/mnras/stx3148

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Is the macronova (kilonova) in GW170817 powered by the black hole central engine?2019

    • Author(s)
      Tatsuya Matsumoto
    • Organizer
      R-PROCESS SOURCES IN THE UNIVERSE
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Constraints on the emitting region of the gamma-rays observed in GW1708172019

    • Author(s)
      Tatsuya Matsumoto
    • Organizer
      Aspen Winter Conference 2019: Astrophysics with Gravitational-Wave Pupulations
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Is the macronova in GW170817 powered by the central engine?2018

    • Author(s)
      Tatsuya Matsumoto
    • Organizer
      The First Annual Area Symposium:Gravitational wave physics and astronomy: Genesis
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] GW170817可視赤外対応天体は中心エンジンの活動で説明できるか?2018

    • Author(s)
      松本達矢
    • Organizer
      日本天文学会2018年春季年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Can Isolated Single BHs produce X-ray novae?2017

    • Author(s)
      Tatsuya Matsumoto
    • Organizer
      Symposium on "New development in astrophysics through multimessenger observations of gravitational wave sources
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 連星ブラックホール形成過程で起こる突発天体の可能性2017

    • Author(s)
      松本達矢
    • Organizer
      高エネルギー宇宙物理学研究会2017
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 銀河系内孤立ブラックホールがX線突発現象を駆動している可能性2017

    • Author(s)
      松本達矢
    • Organizer
      日本天文学会2017年秋季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 銀河系内孤立ブラックホールのX線新星モデル2017

    • Author(s)
      松本達矢
    • Organizer
      第1回 Missing Black Holeワークショップ
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Is the Macronova in GW170817 powered by the central engine?2017

    • Author(s)
      松本達矢
    • Organizer
      第30回 理論懇シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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