Search for Optical Infrared Counterpart of Gravitational Wvave Sources

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: New development in astrophysics through multimessenger observations of gravitational wave sources
• Project/Area Number: 24103003
• Research Institution: National Astronomical Observatory of Japan
• Principal Investigator: 吉田 道利 国立天文台, ハワイ観測所, 教授 (90270446)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 太田 耕司 京都大学, 理学研究科, 教授 (50221825) ; 柳澤 顕史 国立天文台, 岡山天体物理観測所, 助教 (90311183) ; 本原 顕太郎 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (90343102)
• Project Period (FY): 2012-06-28 – 2017-03-31
• Keywords: 光学赤外線天文学 / 電波天文学 / 重力波天体 / 突発天体 / 天文観測装置開発

Outline of Annual Research Achievements

重力波源の光赤外線対応現象の追跡観測のために構築した観測ネットワークJ-GEMを活用して、米国および欧州の重力波望遠鏡LIGO、Virgoによる重力波観測の追跡観測を実施した。2016年11月より開始されたLIGOの第二回本格運用（O2）において、2回の重力波イベントに対して追跡観測を行うことができたが、これらはいずれもブラックホール同士の合体現象であり、光赤外線現象の発見には至らなかった。観測の詳細については、重力波の電磁波追跡観測ネットワークLV-EMに報告した。また、前年度に観測したGW150914、GW151226の観測について、3本の査読論文を発表した。
装置開発に関しては、木曽観測所の超広視野CMOSカメラTomo-eの試験観測を進め、性能評価を行い、設計通りの性能を発揮することを確認した。この結果に基づき、64個のCMOS素子を搭載する完全仕様のカメラの開発を開始した。京都大学では面分光ユニットを搭載した可視分光器KOOLSによる観測を進め、突発天体に対応するためのシステムを開発した。広視野赤外線カメラOAO-WFCは定常モニター観測を継続し、銀河面に多数の新たなセファイド変光星、ミラ型変光星を発見することに成功した。また、O2における重力波イベントに対して赤外線広域探査を実施した。広島大学は50cmロボット望遠鏡を中国・チベットの標高5000mのサイトに設置することに成功し、試験観測を実施した。その結果、大気の透明度と安定度、夜の暗さなどの点において、チベットサイトが天文観測に極めて適していることが実証された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] California Institute of Technology/European Gravitational Observatory/Max-Plank Instiut(アメリカ合衆国、他)
  • Country Name: アメリカ合衆国、他
  • Counterpart Institution: California Institute of Technology/European Gravitational Observatory/Max-Plank Instiut
  • # of Other Institutions: 100
• [Int'l Joint Research] 中国国家天文台/紫金山天文台(中華人民共和国)
  • Country Name: 中華人民共和国
  • Counterpart Institution: 中国国家天文台/紫金山天文台
• [Int'l Joint Research] National Institute for Astrophysics(イタリア)
  • Country Name: イタリア
  • Counterpart Institution: National Institute for Astrophysics
• [Journal Article] Broad-lined Supernova 2016coi with a Helium Envelope (2017)
  • Author(s): Yamanaka M., Nakaoka T., Tanaka M., Maeda K., Honda S., Hanayama H., Morokuma T., Imai M., Kinugasa K., Yoshida, M., et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 837 Pages: 1
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa5f57
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evolution of Cosmic Molecular Gas Mass Density from z = 0 to z = 1-1.5 (2017)
  • Author(s): Maeda F., Ohta K., Seko A.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 835 Pages: 120
  • DOI: 10.3847/1538-4357/835/2/120
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Near-infrared Spectroscopy of Nearby Seyfert Galaxies: Is There Evidence for Shock Excitation in Narrow-line Regions? (2016)
  • Author(s): Terao K., Nagao T., Hashimoto T., Yanagisawa K., Matsuoka K., Toba Y., Ikeda H., Taniguchi Y.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 833 Pages: 190
  • DOI: 10.3847/1538-4357/833/2/190
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Systematic Study of Gamma-ray-bright Blazars with Optical Polarization and Gamma-Ray Variability (2016)
  • Author(s): Itoh R., Nalewajko K., Fukazawa Y., Uemura M., Tanaka Y. T., Kawabata K. S., Madejski G. M., Schinzel F. K., Kanda Y., Yoshida, M., et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 833 Pages: 77
  • DOI: 10.3847/1538-4357/833/1/77
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Constraint on the Inflow/outflow Rates in Star-forming Galaxies at z ~ 1.4 from Molecular Gas Observations (2016)
  • Author(s): Seko A., Ohta K., Yabe K., Hatsukade B., Akiyama M., Tamura N., Iwamuro F., Dalton G.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 833 Pages: 53
  • DOI: 10.3847/1538-4357/833/1/53
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 2014-2015 Multiple Outbursts of 15P/Finlay (2016)
  • Author(s): Ishiguro M., Kuroda D., Hanayama H., Kwon Y. G., Kim Y., Lee M. G., Watanabe M., Akitaya H., Kawabata K., Itoh R., et al.
  • Journal Title: The Astronomical Journal Volume: 152 Pages: 169
  • DOI: 10.3847/0004-6256/152/6/169
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] OISTER optical and near-infrared observations of the super-Chandrasekhar supernova candidate SN 2012dn: Dust emission from the circumstellar shell (2016)
  • Author(s): Yamanaka M., Maeda K., Tanaka M., Tominaga N., Kawabata K. S., Takaki K., Kawabata M., Nakaoka T., Ueno I., Akitaya H., et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 68 Pages: 68
  • DOI: 10.1093/pasj/psw047
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] J-GEM follow-up observations to search for an optical counterpart of the first gravitational wave source GW150914 (2016)
  • Author(s): Morokuma T., Tanaka M., Asakura Y., Abe F., Tristram P. J., Utsumi Y., Doi M., Fujisawa K., Itoh R., Yoshida, M., et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 68 Pages: L9
  • DOI: 10.1093/pasj/psw061
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Gas-to-dust ratios in massive star-forming galaxies at z = 1.4 (2016)
  • Author(s): Seko A., Ohta K., Yabe K., Hatsukade B., Aono Y., Iono D.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 68 Pages: 62
  • DOI: 10.1093/pasj/psw060
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Supplement: "Localization and Broadband Follow-up of the Gravitational-wave Transient GW150914" (2016, ApJL, 826, L13) (2016)
  • Author(s): Abbott B. P., Abbott R., Abbott T. D., Abernathy M. R., Acernese F., Ackley K., Adams C., Adams T., Addesso P., Yoshida, M., et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Supplement Series Volume: 225 Pages: 8
  • DOI: 10.3847/0067-0049/225/1/8
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Localization and Broadband Follow-up of the Gravitational-wave Transient GW150914 (2016)
  • Author(s): Abbott B. P., Abbott R., Abbott T. D., Abernathy M. R., Acernese F., Ackley K., Adams C., Adams T., Addesso P., Yoshida, M., et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 826 Pages: L13
  • DOI: 10.3847/2041-8205/826/1/L13
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Subaru FMOS galaxy redshift survey (FastSound). II. The emission line catalog and properties of emission line galaxies (2016)
  • Author(s): Okada H., Totani T., Tonegawa M., Akiyama M., Dalton G., Glazebrook K., Iwamuro F., Ohta K., Takato N., Tamura N., et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 68 Pages: 47
  • DOI: 10.1093/pasj/psw043
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] No Evidence of Intrinsic Optical/Near-infrared Linear Polarization for V404 Cygni during Its Bright Outburst in 2015: Broadband Modeling and Constraint on Jet Parameters (2016)
  • Author(s): Tanaka Y. T., Itoh R., Uemura M., Inoue Y., Cheung C. C., Watanabe M., Kawabata K. S., Fukazawa Y., Yatsu Y., Yoshii T., et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 823 Pages: 35
  • DOI: 10.3847/0004-637X/823/1/35
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] LIGO O2におけるMOA望遠鏡を用いた重力波天体の探索 (2017)
  • Author(s): 朝倉悠一朗、吉田道利、MOAコラボレーション、J-GEMコラボレーション
  • Organizer: 日本天文学会春季年会
• [Presentation] 木曽超広視野高速CMOS カメラTomo-e Gozen の即時データ解析とデータ管理 (2017)
  • Author(s): 一木真、酒向重行、大澤亮、高橋英則、土居守、本原顕太郎、他
  • Organizer: 日本天文学会春季年会
• [Presentation] 木曽超広視野高速CMOSカメラTomo-e Gozen実機の開発 －要素試験と詳細設計 (2017)
  • Author(s): 酒向重行、大澤亮、高橋英則、一木真、土居守、本原顕太郎、他
  • Organizer: 日本天文学会春季年会
• [Presentation] Summary of the A02 sub-project (2016)
  • Author(s): Yoshida, M., Motohara, K., Yanagisawa, K., et al.
  • Organizer: 5th Annual Symposium of the Innovative Area on Multi-messenger Study of Gravitational Wave Sources
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] J-GEM: EM follow-up network in Japan (2016)
  • Author(s): Yoshida, M.
  • Organizer: RESCUE symposium 2016
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Japanese electromagnetic follow-up network for gravitational wave sources: J-GEM (2016)
  • Author(s): Yoshida, M.
  • Organizer: 2nd International Meeting on KAGRA
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 重力波源天体の可視光分光フォローアップ観測 (2016)
  • Author(s): 松林和也、太田耕司、泉浦秀行、神戸栄治、岩田生、他
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
• [Presentation] J-GEMによるLIGO重力波源に対する電磁波フォローアップ観測 (2016)
  • Author(s): 諸隈智貴、田中雅臣、朝倉悠一朗、阿部文雄、Tristram, P.、吉田道利、他
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
• [Presentation] チベットロボット三色撮像カメラ（HinOTORI）：輸送と建設 (2016)
  • Author(s): 内海洋輔、吉田道利、川端弘治、川野元聡、成相恭二、他
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
• [Presentation] 木曽超広視野高速CMOSカメラTomo-e Gozen実機の開発 －基本設計 (2016)
  • Author(s): 酒向重行、大澤亮、高橋英則、一木真、土居守、本原顕太郎、他
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
• [Presentation] 木曽超広視野高速CMOSカメラTomo-e Gozen 試験機による高頻度測光の評価 (2016)
  • Author(s): 一木真、酒向重行、大澤亮、高橋英則、土居守、本原顕太郎、他
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
• [Presentation] 木曽超広視野高速CMOSカメラTomo-e Gozen試験機の機械系の開発 (2016)
  • Author(s): 高橋英則、酒向重行、大澤亮、一木真、土居守、本原顕太郎、他
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
• [Presentation] HONIR用新検出器読み出しシステムのノイズ改善に向けた研究 (2016)
  • Author(s): 森裕樹、宇井崇紘、川端弘治、吉田道利、深沢泰司、他
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
• [Presentation] MOA望遠鏡を使った重力波フォローアップシステムの開発及び運用 (2016)
  • Author(s): 朝倉悠一朗、吉田道利、MOAコラボレーション、J-GEMコラボレーション
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
• [Presentation] HinOTORI project and J-GEM collaboration (2016)
  • Author(s): Yoshida, M.
  • Organizer: HinOTORI Workshop
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Electro-magnetic follow-up of the gravitational wave sources by J-GEM (2016)
  • Author(s): Yoshida, M., Morokuma, T., Tanaka, M., et al.
  • Organizer: Gravitational Wave and Physics and Astrophysical Workshop 2016
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] HinOTORIプロジェクト
  • URL: http://hinotori.hiroshima-u.ac.jp/
• [Remarks] 新学術研究・計画研究A02「天体重力波の光学赤外線対応現象の探索」
  • URL: http://jgem.hiroshima-u.ac.jp/
• [Remarks] The Tomo-e Gozen project
  • URL: http://www.ioa.s.u-tokyo.ac.jp/tomoe/index.html