天の川銀河の３次元ブラックホール地図の作成と潮汐破壊現象のリアルタイム検出

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K05301
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 根來 均 日本大学, 理工学部, 教授 (30300891)
• Project Period (FY): 2016-10-21 – 2020-03-31
• Keywords: ブラックホール / 突発天体 / 全天Ｘ線監視装置 MAXI / 国際宇宙ステーション / Ｘ線新星

Outline of Annual Research Achievements

全天Ｘ線監視装置 MAXI のデータを用いた突発天体発見システムにより今年度新たに４つの新天体 MAXI J1727-203, J1810-222, J1631-479, J1348-630 を発見し、世界に速報した。特に新たに研究室で開発した、容易に任意の時間とエネルギー領域の画像データが取得できるシステムにより、研究目的の一つである１日の検出限界強度以下の暗い天体（MAXI J1810-222）の発見に成功した。また、同天体は、発見当時、太陽に近い位置にあったため、共同研究を行なっている Swift 衛星では観測できず、太陽近くでも観測できる硬Ｘ線観測衛星 NuSTAR に初めて観測を依頼し、新天体であることが確認された。MAXI J1727-203 の発見に際しても、Swift 衛星が観測できない状態であったため、代わって同じく ISS に搭載された NICER が複数のポインティング観測を行い、新天体であることが確認された。これらの観測により、J1810-222 を除く 3 天体は新たなブラックホール候補天体であることわかった。このように今年度は、多くのブラックホール新天体等を発見し、研究計画に記した以上の新たな国際協力体制により、それらの正体の解明も進んだ。
一方、J1810-222 はこれまで観測された天体に比べ、熱的な放射の温度が 0.5 keV 程度と低く、新種の天体である可能性がある。その解析結果等を 2019 年 3 月の日本天文学会等で発表した。また、その他の天体に関しても大学院生らとともに解析を進めており、今後、学会および論文発表を行なう予定である。
また研究課題のブラックホール天体以外にも、XTE J1810-197 をはじめとする多くの突発天体を研究室で開発してきた突発天体発見システムで捉え、世界に報告し、それらの天体の共同研究も行なった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

例年の倍の数ほどの新天体の発見により、新天体の解析に時間を要し、研究課題の一つであった過去のデータの再解析は遅れを生じている。一方、昨年度までの作業で問題となった、観測延長等に伴う過去のデータ追加による保存領域が足りなくなる問題に関しては記憶装置を購入し、システムを再構築して解決した。
星間吸収量の違いによる新天体の距離の見積もりに関しては、今年度、より精度を上げた銀河の質量分布モデルを用いて改良を行ったが、銀河の腕の構造を想定以上に正確に取り入れることが重要であることがわかり、最終的な結果を得るのに遅れが生じている。

Strategy for Future Research Activity

大学院生らとともに発見された新天体の解析をまとめ、論文発表を行う。その一方で、膨大な量の再解析は時間を要するため、データベースへの蓄積だけでも並行して行う。また、来年度行われる予定の国際学会でもこれまでの成果の発表を行う予定である。また、銀河の腕の構造を取り入れた星間吸収量の見積もりに関しては、銀河構造学を専門とする研究者にも相談して進める予定である。

Causes of Carryover

データ解析やシステム改良に多くの時間を割き、論文および学会発表が次年度以降となり次年度使用が生じた。次年度、９月にイタリアのボローニアで行われる国際学会で発表するなど、主に研究成果発表に繰越金を用いる予定である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Penn State University/Columbia University/The California Institute of Technology(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: Penn State University/Columbia University/The California Institute of Technology
  • # of Other Institutions: 4
• [Int'l Joint Research] Australia Telescope National Facility/Swinburne University of Technology(オーストラリア)
  • Country Name: AUSTRALIA
  • Counterpart Institution: Australia Telescope National Facility/Swinburne University of Technology
• [Int'l Joint Research] SARAO(南アフリカ)
  • Country Name: SOUTH AFRICA
  • Counterpart Institution: SARAO
• [Int'l Joint Research] Slovak University(スロバキア)
  • Country Name: SLOVAKIA
  • Counterpart Institution: Slovak University
• [Journal Article] X-Ray and Optical Monitoring of State Transitions in MAXI J1820+070 (2019)
  • Author(s): Shidatsu Megumi、Nakahira Satoshi、Murata Katsuhiro L.、Adachi Ryo、Kawai Nobuyuki、Ueda Yoshihiro、Negoro Hitoshi
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 874 Pages: 183 (1-10)
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab09ff
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The 2018 X-Ray and Radio Outburst of Magnetar XTE J1810-197 (2019)
  • Author(s): Gotthelf E. V.、Halpern J. P.、Alford J. A. J.、Mihara T.、Negoro H.、Kawai N.、Dai S.、Lower M. E.、Johnston S.、Bailes M.、Os?owski S.、Camilo F.、Miyasaka H.、Madsen K. K.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 874 Pages: L25 (1-7)
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab101a
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MAXI/GSC discovery of a new X-ray transient MAXI J1727-203 (2018)
  • Author(s): T. Yoneyama, H. Negoro, M. Nakajima, A. Sakamaki, W. Maruyama, T. Mihara, S. Nakahira, F. Yatabe, Y. Takao, M. Matsuoka, N. Kawai, M. Sugizaki, Y. Tachibana, K. Morita, T. Sakamoto, M. Serino, S. Sugita, Y. Kawakubo, T. Hashimoto, A. Yoshida 他 22 名
  • Journal Title: The Astronomers's Telegram Volume: 11683 Pages: 1-1
  • Open Access
• [Journal Article] MAXI upper limits of the electromagnetic counterpart of GW170817 (2018)
  • Author(s): Sugita Satoshi、Kawai Nobuyuki、Nakahira Satoshi、Negoro Hitoshi、Serino Motoko、Mihara Tatehiro、Yamaoka Kazutaka、Nakajima Motoki
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 70 Pages: id.81 (1-10)
  • DOI: 10.1093/pasj/psy076
  • Peer Reviewed
• [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 Pages: 32 (1-15)
  • DOI: 10.3847/1538-4365/aad1ef
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Discovery and state transitions of the new Galactic black hole candidate MAXI J1535?571 (2018)
  • Author(s): Nakahira Satoshi、Shidatsu Megumi、Makishima Kazuo、Ueda Yoshihiro、Yamaoka Kazutaka、Mihara Tatehiro、Negoro Hitoshi、Kawase Tomofumi、Kawai Nobuyuki、Morita Kotaro
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 70 Pages: id.95 (1-9)
  • DOI: 10.1093/pasj/psy093
  • Peer Reviewed
• [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 Pages: 54 (1-11)
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aae929
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MAXI/GSC detection of a new soft X-ray transient MAXI J1810-222 (2018)
  • Author(s): H. Negoro, M. Nakajima, A. Sakamaki, W. Maruyama, M. Aoki, K. Kobayashi, T. Mihara, S. Nakahira, F. Yatabe, Y. Takao, M. Matsuoka, T. Sakamoto, M. Serino, S. Sugita, Y. Kawakubo, T. Hashimoto, A. Yoshida, N. Kawai, M. Sugizaki, Y. Tachibana 他 28 名
  • Journal Title: The Astronomers's Telegram Volume: 12254 Pages: 1-1
  • Open Access
• [Journal Article] NuSTAR detection and localization of MAXI J1810-222 (2018)
  • Author(s): H. Negoro, T. Mihara, F. Harrison, K. Forster, B. Grefenstette, K. Madsen, H. Miyasaka, M. Nakajima, A. Sakamaki, W. Maruyama, M. Aoki, K. Kobayashi, S. Nakahira, F. Yatabe, Y. Takao, M. Matsuoka, T. Sakamoto, M. Serino, S. Sugita, Y. Kawakubo 他 36 名
  • Journal Title: The Astronomers's Telegram Volume: 12283 Pages: 1-1
  • Open Access
• [Journal Article] MAXI/GSC detection of a bright hard X-ray outburst probably from AX J1631.9-4752 (2018)
  • Author(s): K. Kobayashi, W. Maruyama, H. Negoro, S. Sugita, M. Serino, M. Nakajima, A. Sakamaki, M. Aoki, T. Mihara, S. Nakahira, F. Yatabe, Y. Takao, M. Matsuoka, T. Sakamoto, Y. Kawakubo, T. Hashimoto, A. Yoshida, N. Kawai, M. Sugizaki, Y. Tachibana 他 30 名
  • Journal Title: The Astronomers's Telegram Volume: 12320 Pages: 1-1
  • Open Access
• [Journal Article] MAXI/GSC discovery of a new X-ray transient MAXI J1348-630 (2018)
  • Author(s): F. Yatabe, H. Negoro, M. Nakajima, A. Sakamaki, W. Maruyama, M. Aoki, K. Kobayashi, T. Mihara, S. Nakahira, Y. Takao, M. Matsuoka, T. Sakamoto, M. Serino, S. Sugita, T. Hashimoto, A. Yoshida, N. Kawai, M. Sugizaki, Y. Tachibana, K. Morita 他 28 名
  • Journal Title: The Astronomers's Telegram Volume: 12425 Pages: 1-1
  • Open Access
• [Journal Article] MAXI/GSC detection of the newly discovered X-ray transient Swift J1728.9-3613 (= MAXI J1728-360) (2018)
  • Author(s): H. Negoro, S. Nakahira, M. Nakajima, A. Sakamaki, W. Maruyama, M. Aoki, K. Kobayashi, T. Mihara, F. Yatabe, Y. Takao, M. Matsuoka, T. Sakamoto, M. Serino, S. Sugita, T. Hashimoto, A. Yoshida, N. Kawai, M. Sugizaki, Y. Tachibana, K. Morita 他 29 名
  • Journal Title: The Astronomers's Telegram Volume: 12437 Pages: 1-1
  • Open Access
• [Presentation] X線新星 MAXI J1727－203 の発見と MAXI/GSC が検出した 2018 年度前半 の突発現象 (2018)
  • Author(s): 根來 均, 中島基樹, 岩切 渉, 米山友景, 河合誠之, 三原建弘, 松岡 勝 他 MAXI チーム
  • Organizer: 日本天文学会 2018 年秋季年会
• [Presentation] 2018 年に MAXI が発見した 新天体と突発現象 (2018)
  • Author(s): 根來均, 中島基樹, 丸山和貴子, 芹野素子, 上野史郎, 冨田洋, 磯部直樹, 菅原泰晴, 三原建弘, 中平聡志, 牧島一夫, 河合誠之, 杉崎睦, 常深博, 吉田篤正, 坂本貴紀, 杉田聡司, 上田佳宏, 坪井陽子, 岩切渉, 山内誠, 山岡和貴, 川室太希, 志達めぐみ, 松岡勝
  • Organizer: 宇宙科学シンポジウム
• [Presentation] MAXI はどこまで天の川銀河の深淵を観測し何を見たか (2018)
  • Author(s): 根來均
  • Organizer: 「高感度・広帯域X線観測で探るブラックホール降着現象の物理」研究会
  • Invited
• [Presentation] Ｘ線新星 MAXI J1810-222 の発見と MAXI/GSC が検出した 2018 年度後半の突発現象 (2018)
  • Author(s): 根來均, 中島基樹, 丸山和貴子, 岩切 渉, 川久保雄太, 河合誠之, 三原建弘, 松岡 勝, 他 MAXI チーム
  • Organizer: 日本天文学会 2019年春季年会