新しいミリ波サブミリ波観測技術によるガンマ線バースト初期残光の探索

• Project Area: New development in astrophysics through multimessenger observations of gravitational wave sources
• Project/Area Number: 25103503
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 田村 陽一 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (10608764)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000); Fiscal Year 2014: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2013: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: 電波天文学 / サブミリ波 / ガンマ線バースト / 信号解析

Outline of Annual Research Achievements

（１）ミリ波サブミリ波望遠鏡の高感度化へ向けた分光方式の基礎開発：ミリ波サブミリ波望遠鏡の感度を向上するために、電波受信系の周波数標準（局部発信器）を変調しながら高頻度で分光データをサンプルする受信システムを開発した。本年度は、国立天文台野辺山45mミリ波望遠鏡に搭載した本受信系による試験観測を実施し、受信系の制御方法を最適化した。また、データ処理ソフトウェアの開発を行い、確率的主成分解析と反復モデリングによる新しい解析アルゴリズムを開拓した(谷口 2015, 東京大学修士論文)。さらに、チリ共和国に設置されている国立天文台アステ・サブミリ波望遠鏡の分光受信系の改修に着手するなど、本研究課題の新分光方式を様々な望遠鏡に設置する基盤を築いた。

（２）サブミリ波カメラの試験・および突発天体の迅速なサブミリ波観測にむけた基盤整備：ガンマ線バースト初期残光の観測に用いるサブミリ波カメラの試験データ評価を行った。本年度は、前年度までに取得した試験観測データの解析・校正方法の確立、およびサブミリ波カメラのデータ処理に必須となる大気水蒸気の測定装置を整備した。また、重力波天体の電磁波観測キャンペーンに参画し、ガンマ線バーストや重力波天体等の突発天体のサブミリ波観測のための基盤を整備した (田村他 2015, ALMA/ASTE/NRO Users Meeting; Morokuma et al. 2016, 投稿中)。

（３）高赤方偏移の大質量星形成の観測的研究：ガンマ線バーストは高赤方偏移の大質量星形成活動と関連が深い。今年度は、大型サブミリ波干渉計アルマによる重力レンズを利用した遠方星形成銀河の詳細解析(Tamura et al. 2015a, PASJ, 67, 72)やガンマ線バースト母銀河の分子ガス観測(Hatsukade et al. 2014, Nature, 510, 247)、アステ望遠鏡で偶然発見された遠方星形成銀河の詳細観測 (Tamura et al. 2015b, ApJ, 808, 121) を実施した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] マサチューセッツ大学/米国立電波天文台/ハーバードスミソニアン天体物理学研究所(米国)
• [Journal Article] High-resolution ALMA observations of SDP.81. I. The innermost mass profile of the lensing elliptical galaxy probed by 30 milli-arcsecond images (2015)
  • Author(s): Yoichi Tamura, Masamune Oguri, Daisuke Iono, Bunyo Hatsukade, Yuichi Matsuda, and Masao Hayashi
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 67 Issue: 4 Pages: 727-727
  • DOI: 10.1093/pasj/psv040
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Extremely Bright Submillimeter Galaxies beyond the Lupus-I Star-forming Region (2015)
  • Author(s): Tamura, Y., Kawabe, R., Shimajiri, Y., Tsukagoshi, T., Nakajima, Y., Oasa, Y. et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 808 Issue: 2 Pages: 121-134
  • DOI: 10.1088/0004-637x/808/2/121
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] High-resolution ALMA observations of SDP.81. II. Molecular clump properties of a lensed submillimeter galaxy at z = 3.042 (2015)
  • Author(s): Hatsukade, B., Tamura, Y., Iono, D., Matsuda, Y., Hayashi, M., Oguri, M.
  • Journal Title: Publications of Astronomical Soc of Japan Volume: 67 Issue: 5 Pages: 937-937
  • DOI: 10.1093/pasj/psv061
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] ALMA Deep Field in SSA22: A Concentration of Dusty Starbursts in a z = 3.09 Protocluster Core (2015)
  • Author(s): Umehata, H, 他２２名, ２１番目
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 815 Issue: 1 Pages: 8-13
  • DOI: 10.1088/2041-8205/815/1/l8
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Two gamma-ray bursts from dusty regions with little molecular gas (2014)
  • Author(s): Hatsukade, B.; Ohta, K.; Endo, A.; Nakanishi, K.; Tamura, Y.; Hashimoto, T.; Kohno, K.
  • Journal Title: Ｎａｔｕｒｅ Volume: 510 Issue: 7504 Pages: 247-249
  • DOI: 10.1038/nature13325
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Serendipitous ALMA Detection of a Distant CO-emitting X-Ray Bright Galaxy (2014)
  • Author(s): Tamura, Y., Saito, T., Tsuru, T. G., Uchida, H., Iono, D., Yun, M. S., Espada, D., Kawabe, R.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters Volume: 781 Issue: 2 Pages: 39-43
  • DOI: 10.1088/2041-8205/781/2/l39
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] AzTEC/ASTE 1.1-mm survey of SSA22: Counterpart identification and photometric redshift survey of submillimetre galaxies (2014)
  • Author(s): Umehata, H., Tamura, Y., Kohno, K., et al
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 440 Issue: 4 Pages: 3462-3478
  • DOI: 10.1093/mnras/stu447
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Detection of an Ultra-bright Submillimeter Galaxy behind the Small Magellanic Cloud (2013)
  • Author(s): Takekoshi, T., Tamura, Y., Minamidani, T., Kohno, K., 20 coauthors
  • Journal Title: Astrophys. J Volume: 774 Issue: 2 Pages: 30-35
  • DOI: 10.1088/2041-8205/774/2/l30
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A New “Off-point-less” Method for Mm/submm Spectroscopy with a Frequency-Modulating Local Oscillator (2013)
  • Author(s): Tamura, Y., Tatamitani, Y., Takahashi, S., Horigome, O., Maekawa, J., Kohno, K., Sakai, T., Taniguchi, A.
  • Journal Title: Astronomical Society of the Pacific Conference Series Volume: 476 Pages: 401-401
• [Presentation] 周波数変調局部発振器による新しいミリ波サブミリ 波分光法: IV. 野辺山45m望遠鏡での性能評価試験 (2015)
  • Author(s): 谷口暁星
  • Organizer: 日本天文学会2015年春季年会
  • Place of Presentation: 大阪大学（大阪府豊中市）
  • Year and Date: 2015-03-18
• [Presentation] CO/[CII] Tomography with the Large Submillimeter Telescope (2015)
  • Author(s): 田村陽一
  • Organizer: The 3rd Workshop on Large Aperture Millimeter/Submillimeter Telescopes in the ALMA Era (LSTWS2015)
  • Place of Presentation: 国立天文台（東京都三鷹市）
  • Year and Date: 2015-03-10
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 2020 年代の電波天文学:高赤方偏移天体研究の観点から (2015)
  • Author(s): 田村陽一
  • Organizer: 宇宙電波懇談会シンポジウム 「2030 年までの電波天文学を展望する」
  • Place of Presentation: 国立天文台（東京都三鷹市）
  • Year and Date: 2015-01-27
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] SCUBA-2 Imaging Exploration of the Epoch of Reionization (2015)
  • Author(s): 田村陽一
  • Organizer: JCMT Science Workshop
  • Place of Presentation: 国立天文台（東京都三鷹市）
  • Year and Date: 2015-01-19
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] FMLO: a new off-point-less method for mm/submm spectroscopy with a frequency-modulation local oscillator (2014)
  • Author(s): 谷口暁星
  • Organizer: The 15th Workshop on Submillimeter-Wave Receiver Technologies in Eastern Asia
  • Place of Presentation: ホテル近鉄アクアヴィラ（三重県伊勢志摩市）
  • Year and Date: 2014-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] おおかみ座 I 分子雲方向に偶然検出された極高光度サブミリ波銀河の性質 (2014)
  • Author(s): 田村陽一
  • Organizer: 日本天文学会2014年秋季年会
  • Place of Presentation: 山形大学（山形県山形市）
  • Year and Date: 2014-09-11
• [Presentation] Search for Submillimeter Flares of Gamma-Ray Bursts with New ASTE Instrumentation (2014)
  • Author(s): 田村陽一
  • Organizer: ASTE/ALMA Development Workshop 2014
  • Place of Presentation: 国立天文台（東京都三鷹市）
  • Year and Date: 2014-06-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 周波数変調局部発振器による新しいミリ波サブミリ波分光法: III. 地球大気輝線放射-天体信号の分離方法の開発 (2014)
  • Author(s): 谷口暁星
  • Organizer: 日本天文学会2014年春季年会
  • Place of Presentation: 国際基督教大学（東京都三鷹市）
  • Year and Date: 2014-03-19 – 2014-03-22
• [Presentation] (Toward) search for early afterglow of GRBs based on new sub/mm instrumentation (2014)
  • Author(s): 田村陽一
  • Organizer: The 2nd Annual Symposium on "New Developments in Astrophysics Through Multi-Messenger Observations of Gravitational Wave Sources"
  • Place of Presentation: 東京工業大学（東京都目黒区）
  • Year and Date: 2014-01-13 – 2014-01-15
• [Presentation] 周波数変調局部発振器による新しいミリ波サブミリ波分光法: II. 野辺山 45m 望遠鏡におけ る周波数変調受信システムの開発 (2013)
  • Author(s): 田村陽一
  • Organizer: 日本天文学会2013年秋季年会
  • Place of Presentation: 東北大学（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2013-09-10 – 2013-09-12
• [Remarks] 周波数変調局部発信器による新しい電波分光方式 (FMLO)
  • URL: http://www.ioa.s.u-tokyo.ac.jp/~ytamura/Wiki/?FMLO
• [Remarks] 超高解像度でせまる太古の銀河のすがた（プレスリリース）
  • URL: http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2015/29.html
• [Remarks] 周波数変調局部発振器による新しい電波分光方式 (FMLO)
  • URL: http://www.ioa.s.u-tokyo.ac.jp/~ytamura/Wiki/?FMLO
• [Remarks] アステ望遠鏡に搭載した高感度サブミリ波カメラ TESCAM (テスカム) が、ついに開眼！
  • URL: http://www.nro.nao.ac.jp/astronomer/NRO-sokuhou/index.html
• [Funded Workshop] The 3rd Workshop on Large Aperture Millimeter/Submillimeter Telescopes in the ALMA Era (LSTWS2015) (2015)
  • Place of Presentation: 国立天文台（東京都三鷹市）
  • Year and Date: 2015-03-10