2021 Fiscal Year Annual Research Report
Time-domain astronomy in the distant Universe with Subaru/Hyper Suprime-Cam
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20H00179
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
冨永 望 国立天文台, 科学研究部, 教授 (00550279)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古澤 久徳 国立天文台, 天文データセンター, 助教 (10425407)
安田 直樹 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 教授 (80333277)
高田 唯史 国立天文台, 天文データセンター, 准教授 (10300708)
諸隈 智貴 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (10594674)
田中 雅臣 東北大学, 理学研究科, 准教授 (70586429)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 光赤外天文学 / 突発天体 / 探査観測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、観測と理論が融合した「時間軸天文学」を推進し、宇宙に存在する突発天体種族の完全理解を実現するため、すばる望遠鏡Hyper Suprime-Cam(HSC)によって取得された全観測データを解析するシステムを構築し、人類が現在観測可能な全突発天体を検出・分類することを目標に研究を行っている。本年は特に以下のような研究を行った。
1. すばる望遠鏡HSCを用いた重力波源の即時追観測を行った。しかしながら、すばる望遠鏡からデータ解析システムへのデータ転送に時間がかかったため、即時データ解析は実現できなかった。そこで、国立天文台、東京大学を結んだ即時データ解析システムの高速ネットワーク接続を実現した。
その他、突発天体の素性を明らかにする研究として、以下のような研究も行った。
2. Ia型超新星2020hvfについて、高頻度探査観測によって爆発から約5時間後に増光があることを発見した。その増光に対して、伴星との相互作用や超新星表面への56Ni分布など複数の理論モデルを構築し、この増光が超新星放出物質と超新星爆発親星を取り囲む星周物質との相互作用によって説明できることを示した。また、これらの観測データからチャンドラセカール質量を超える熱角暴走に依る超新星爆発であることを示した。
3. 爆発直後にIb型超新星と分類された超新星爆発SN2019ehkに関して、その追観測を行い、Ca過剰突発天体に進化したことを明らかにした。見積もられた爆発エネルギーと放出物質の質量は非常に小さく、連星進化によって外層を剥ぎ取られた超新星爆発として説明できることを示した。
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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
2021年度から研究代表者が甲南大学から国立天文台に異動し、高速ネットワーク構築に関して、ネットワーク責任者との緊密な連携をとることが可能となった。これにより、国立天文台、東京大学を結ぶ高速ネットワークが実現された。また、すばる望遠鏡HSCのデータ解析スクリプトのpython3化および最新のスクリプトへの対応を行い、画像引き算、カタログ比較による突発天体検出の準備が整った。
また科学的には、重力波天体の即時追観測が実現され、即時データ解析の必要性が改めて認識された。その他、高頻度観測を用いてIa型超新星2020hvfにおいて爆発直後に増光があることを発見し、その起源を明らかにした。
以上により、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度までにデータ解析スクリプトの準備が完了し、さらにはデータベースサーバの構築も完了したことにより、今後はデータ解析を遂行する段階へと移る。機械学習については、近年の研究により実際に観測・解析する画像に対応する観測データを用いることが重要であることが明らかとなっているため、今回開発したデータ解析スクリプトを用いた人工天体、誤検出、過去の観測で明らかとなっている本物の天体を用いて機械学習モデルを構築する。
以上のシステムを用いて、大量の検出天体から本物の突発天体を選び出し、全突発天体について明るさ・タイムスケールを測定した完全なサンプルを構築する。また、それぞれの天体の明るさ、タイムスケール、発生率、母銀河の性質に基づき、全突発天体を分類し突発天体の相図を完成させ、それぞれの突発天体種族の多様性や共通点を同定する。
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