2019 Fiscal Year Annual Research Report
Gravitational Wave Sources Probed with High Energy Observations
| Project Area | Gravitational wave physics and astronomy: Genesis |
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| Project/Area Number |
17H06362
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
河合 誠之 東京工業大学, 理学院, 教授 (80195031)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂本 貴紀 青山学院大学, 理工学部, 教授 (00645161)
三原 建弘 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (20260200)
根來 均 日本大学, 理工学部, 教授 (30300891)
上田 佳宏 京都大学, 理学研究科, 准教授 (10290876)
深沢 泰司 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (60272457)
井岡 邦仁 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (80402759)
有元 誠 金沢大学, 先端宇宙理工学研究センター, 助教 (40467014)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | X線天文学 / ガンマ線天文学 / 重力波 / 中性子星 / ブラックホール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
重力波を放射する高密度天体合体、特に中性子星合体におけるブラックホールと相対論的ジェットの生成、核物質の飛散の状況、合体過程と放射機構および中性子星の構造を解明するために、国際的X線・γ線ミッション MAXI, CALET, Swift, および Fermi を用いて重力波源からの電磁波放射の研究を多角的に行った。中性子星連星合体重力波イベントGW170817をX線で1年にわたり追跡観測し、発生した相対論的ジェットの構造について報告を行った。他にもLigo-Virgo第2期観測でのSwift衛星等によるその他の重力波イベントの追跡観測などについても報告した。GW170817に伴うガンマ線放射は通常の「短いガンマ線バースト」よりもはるかに弱かったが、この斜めから見たジェットとして解釈するなどの理論的研究を行った。前記のX線・γ線ミッションによるLigo-Virgo第3期観測に対応した重力波イベントの追跡観測を2019年から2020年4月まで実施したが、残念ながら電磁波対応天体の検出には至らなかった。
重力波源と関連の深い中性子星やブラックホールおよびγ線バースト(GRB)の観測を実施した。MAXIによる全天X線監視も継続し。X線新星が新しく出現したり、既知天体が新たなアウトバーストを行ったときには、Astronomers’ Telegram 等により迅速に全世界の天文コミュニティに連絡した。MAXIにより新しく発見されたブラックホールX線連星MAXI J1828-249や、X線連星パルサー SMC X-1の軌道周期の変化などについては詳細に論文で発表した。SwiftとFermiによるγ線バーストの監視・速報も継続し、Fermi LATによるGRBカタログ第2版を出版した。
さらに将来のGRB観測用超小型衛星の検討を行い、γ線検出器の開発や衛星システムの設計を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
概ね計画通りだが、COVID19の影響により研究の取りまとめが遅れた
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| Strategy for Future Research Activity |
Ｘ線・γ線衛星ミッションMAXI、Swift，CALET、Fermi-LATを用いたＸ線連星やガンマ線バーストの多波長追跡観測を継続する。新たなプロジェクトとしてはMAXIによって検出された突発天体の情報を、同じ宇宙ステーション上の中性子星等の高感度指向観測を行うミッションNICERに即時通報し連携観測を行うOHMAN (On-orbit Hook-up of MAXI And NICER)のシステムの開発を進め2021年からの連携観測開始を目指す。観測結果の理論的解釈の研究としては、今までにて作り上げた定式化によりガンマ線バーストのジェットの形状を統計的に決める手法を確立し、将来の重力波観測に備える。GeV放射を伴うガンマ線バーストの観測をFermi-LATで引き続き進め、これらのデータから放射機構についての解析を進めるほか、連星中性子星合体の残光モデルを精密化し、CTAによる超高エネルギーガンマ線の検出可能性を検討するなど、将来も多角的な観測に有用な理論モデルを用意する。また。超高光度Ｘ線天体ULXの詳細観測と並行して、広域カタログを用いたULXの統計的研究を進める。
さらに超小型衛星群によるガンマ線バーストの検出計画の準備や、次世代衛星のためのＸ線・γ線センサーの開発を進めていく。
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