2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K05306
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
朝木 義晴 国立天文台, チリ観測所, 准教授 (00332148)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中川 亜紀治 鹿児島大学, 理工学域理学系, 助教 (60535631)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 赤色超巨星 / 質量放出 / 高空間分解能撮像観測 / 進化末期星メーザー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) 赤色超巨星・星周領域のメーザースポット分布の長期変動：Korean VLBI Network（KVN）による赤色超巨星 S Per の水メーザー（観測周波数 22 GHz）と一酸化硅素メーザー（観測周波数 43 GHzおよび 86 GHz）の同時観測のデータ解析を終了させた。水メーザーは400天文単位四方に分布しているのに対し、一酸化硅素メーザーは恒星を中心とした100天文単位四方の範囲に分布をしていることが分かったが、一酸化硅素メーザーの空間分布は二重のトーラス形状と目される配置をとっており、内側のトーラスは直径25天文単位、外側のトーラスは直径60天文単位のサイズを持つ。これらトーラスは S Per から大量に質量放出が起きた際に形成された膨張中の星周物質という解釈が可能であり、本研究で提案する「赤色超巨星の間欠的質量放出」仮説をサポートする結果が得られた。
(2) 赤色超巨星ライトカーブの解析による赤色超巨星・脈動モードの探索：変光周期300日程度のAGB星に対するVLBI位置天文観測から銀河系内のMira型変光星の周期-光度関係の観測的研究を進め、さらに長い周期を示すOH/IR星に対して研究を進展させている。
(3) 超高空分解能での赤色超巨星サブミリ波光球面の直接撮像：平成27年に取得されたALMAによる赤色超巨星ベテルギウス観測のデータ解析を開始した。50ミリ秒角の視直径を持つベテルギウス光球面が10ピクセル程度に分解撮像され、光球が円ではなく非対称な形状をとっていることが明らかになるとともに、恒星表面の大規模なブライト・スポットの存在が判明した。このブライト・スポットは超巨星内部における大規模対流と関連する可能性が高いと考えられる。
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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
(1) 赤色超巨星・星周領域のメーザースポット分布の長期変動：Korean VLBI Network（KVN）による赤色超巨星S Perの22 GHz 水メーザー、43 GHzおよび86 GHz一酸化硅素メーザーの同時観測のデータ解析を終了させ、平成28年度は2つの国際研究会と1つの国内研究会で成果発表を行った。現在、「赤色超巨星の間欠的質量損失」仮説を提唱した投稿論文を執筆している。また、平成28年に行われたKVNによる2つの赤色長巨星S PerとNML Cygの水メーザーおよび一酸化硅素メーザーのデータ解析を進行させている。
(2) 赤色超巨星ライトカーブの解析：銀河系内のAGB星の周期-光度関係について観測的研究を進め、平成28年度は1つの国際研究会において成果を発表した。Keplerミッションに代表される可視光・赤外線領域での大規模測光サーベイデータが近年続々とリリースされており、これらの大規模サーベイデータの利用可能性について調査した。
(3) 超高空分解能での赤色超巨星サブミリ波光球面の直接撮像：350 GHz帯（波長0.8 mm）でのALMA観測データを用いて赤色超巨星ベテルギウスの光球面撮像を試み、成功した。現在、同じデータに対しスパース・モデリングを導入したさらなる超高空間分解能イメージ合成を試みている。また、サブミリ波でのALMA最高空間分解能観測を目指し、チリにおいて研究代表者が組織する観測性能検証チームによる技術検証が行われており、平成28年度にALMA技術試験の結果を論文で発表している。平成29年度はALMAによる前人未到のピクセルサイズ5ミリ秒角以下の空間分解能試験観測計画を進行させている。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1) 赤色超巨星・星周領域のメーザースポット分布の長期変動：これまで研究代表者らが取得したVLBIデータの解析と得られた成果から「赤色超巨星の間欠的質量放出」仮説は成立し得ると判断し、これを論文として発表する。また、S Per、NML Cyg、VY CMa、VX Sgrは電波からサブミリ波帯の幅広い波長域においてメーザーが観測される赤色超巨星であり、過去約20年間のVLBI観測のアーカイブデータおよび近年はALMAのミリ波・サブミリ波観測のアーカイブデータが利用可能となっている。これらデータを利用し、赤色超巨星の星周領域におけるメーザー放射空間分布の10年以上にわたる長期変動について系統的な研究アプローチを試みる。
(2) 赤色超巨星ライトカーブの解析：VLBI位置天文観測による進化末期星の周期-光度曲線の研究を進展させ、AGB星よりもさらに質量が大きく変光周期の長いOH/IR星を研究対象にしていく。また、近年の大規模測光サーベイ観測の利用可能性について引き続き検討を行う。
(3) 超高空分解能での赤色超巨星サブミリ波光球面の直接撮像：赤色超巨星の光球面直接撮像観測は本研究における最大の挑戦的課題となっている。現在、ALMA性能検証においてサブミリ波最長基線試験観測を指揮する立場で関わり、その試験観測の遂行と性能評価を平成29年中に終了させる。この性能検証試験の結果をもとに赤色超巨星に対する最高空間分解能での撮像観測計画を立案し、平成30年度でALMA最高空間分解能での観測実現を試みる。
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| Causes of Carryover |
本研究を推進するために購入した物品の費用の総計が「物品費」として計上した額を20万円弱上回ったが、その物品を使用場所であるチリ共和国へ輸送するための費用が当初の粗い見積額よりも少額となったこと、また、平成28年度に始まった基盤研究(A)の科研費事業に分担研究者として参加しており、本研究と共通した研究活動においてその資金の利用ができたことにより、平成28年度は当初計画した予算よりも少ない支出となった。この資金（およそ23万円）は平成29年度研究活動資金に充てることとした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度に研究発表を予定する国際研究会への参加を2つ予定しており、また日本への研究推進のための出張を含めての海外出張旅費として利用する予定である。
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Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Astrometry of OH/IR Stars Using 1612 MHz Hydroxyl Masers. I. Annual Parallaxes of WX Psc and OH138.0+7.22017
Author(s)
Orosz, G., Imai, H., Dodson, R., Rioja, M. J., Frey, S., Burns, R. A., Etoka, S., Nakagawa, A., Nakanishi, H., Asaki, Y., Goldman, S. R., Tafoya, D
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Journal Title
The Astronomical Journal
Volume: 153
Pages: 1-13
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] ALMA long baseline phase calibration using phase referencing2016
Author(s)
Yoshiharu Asaki, Satoki Matsushita, Edward B. Fomalont, Stuartt A. Corder, Lars-Ake Nyman, William R. F. Dent, Neil M. Philips, Akihiko Hirota, Satoko Takahashi, Baltasar Vila-Vilaro, Bojan Nikolic, Todd R. Hunter, Anthony Remijan, Catherine Vlahakis
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Journal Title
Proc. SPIE 9906, Ground-based and Airborne Telescopes VI
Volume: 99065U
Pages: 1-18
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Intermittent Mass Blowout of the Red Supergiant S Per2016
Author(s)
Y. Asaki, R. Burns, J. O. Chibueze, S-H. Cho, Y. K. Choi, R. Dodson, M. D. Gray, H. Imai, T-H. Jung, J. Kim, N. Matsumoto, R. Micheletto, C. Min, A. Nakagawa, K. Obara, G. Orosz, M. Oyadomari, M. J. Rioja, A. Sobolev, F. Watari, Y. Yun
Organizer
Pulsation 2016
Place of Presentation
Cumbress Spa, San Pedro de Atacama, Chile
Year and Date
2016-11-28 – 2016-12-02
Int'l Joint Research
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[Presentation] Map Comparison between Quadruple Masers of the Red Supergiant S Per Using VLBI Source/Frequency Phase Transfer Technique2016
Author(s)
Y. Asaki, R. Burns, J. O. Chibueze, S-H. Cho, Y. K. Choi, R. Dodson, M. D. Gray, H. Imai, T-H. Jung, J. Kim, N. Matsumoto, R. Micheletto, C. Min, A. Nakagawa, K. Obara, G. Orosz, M. Oyadomari, M. J. Rioja, A. Sobolev, F. Watari, Y. Yun
Organizer
Cool Stars 19th
Place of Presentation
Uppsala Konsert and Kongress, Uppsala, Sweden
Year and Date
2016-06-06 – 2016-06-10
Int'l Joint Research
