ブラックホールX線新星の天体質量の推定と放射過程の包括的理解

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K03620
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 根來 均 日本大学, 理工学部, 教授 (30300891)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: ブラックホール / 中性子星 / ガンマ線バースト / 突発天体 / X線連星 / X線観測 / 全天X線監視装置 / 国際宇宙ステーション

Outline of Annual Research Achievements

全天X線監視装置 MAXI の突発天体発見システムにより検出されたブラックホール天体 GRS 1739-278, XTE J1856+053 の再活動を The Astronomer's Telegram (以下 ATel) を介して世界に先駆け報告した (それぞれ ATel. No. 16097, 16131)。本報告により、天体の同定と追観測が多数の他衛星（装置）により行われた。本研究においては、同一天体でのアウトバーストごとの特徴の違いを比較することも重要であり、本発見により、より多くのブラックホール天体のサンプルを増やすことができた。
また、ブラックホール周辺に形成される降着円盤の状態変化などもブラックホールに降着するガスの質量を見積もる上で重要なパラメータであり、本研究での天体質量の見積もりにも直接影響する。そこで MAXI が増光などを検出した、ブラックホール（候補）天体 AT 2019wey (ATel No. 16197) , Swift J1753.5-0127 (ATel No. 16283), GX 339-4 (ATel 16302, 16424) の状態変化などについても ATel に報告して追観測を促した。
これら以外に、2023年度中に他衛星等により先に発見された新天体 Swift J1727.8-1613 (ATel No. 16205), Swift J1922.7-1716, SRGA J144459.2-604207 (ATel No. 16483) の MAXI のデータを用いた解析を行い、先に発見できなかった原因の解明とともにこれら天体の特徴を調べた。これらの ATel に報告した内容を中心に、2023 年秋と2024 年春に行われた日本天文学会の年会で MAXI チームを代表して報告した。
また、2022年に発見された MAXI J0655-013 の NuSTAR 衛星のデータを用いた詳細な解析結果等を含む、計３つ査読論文の共著となり、論文発表した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2018 年に発見された MAXI J1631-479 に関する論文のほか、２編の共著論文の準備に研究時間の多くを割いた（2024年度に発表予定）。また、MAXI が発見した天体以外の突発天体（Swift J1727.8-1613, SRGA J144459.2-604207, Swift J1922.7-1716）のデータ解析を行い、MAXI が先立って発見できなかった原因を含め、その解析に時間を要した。
そのため、これまで観測された多くの天体データをまとめる作業に遅れが生じている。

Strategy for Future Research Activity

MAXI J1631-479 の論文発表を小林浩平らと行い、そこで用いられたデータ解析手法を用いて、種々の天体の特徴を調べ検討を行う。また、2023年度に出現した新天体の発見が他の衛星より遅れてしまった主な原因は、新天体が明る天体近くで出現したためであるが、そのような場合でもより正しく発見検出できるように、MAXI GSC 検出器の点拡がり関数の影響を再考する。
また、2024年の7月に韓国で行われる COSPAR 会議で MAXI の最近の成果等を発表予定である。

Causes of Carryover

2023年度は、本研究を発表するに適した国際会議が開かれず、旅費に残額が生じた。また、計算機の価格が高騰したため、必要とされる性能の計算機が購入できなかった。2024 年度に配分される予算と合わせて、必要な計算機を 2024 年度に購入予定である。また、７月に韓国で開催される COSPAR 会議を含め、２度の海外渡航を計画している。

Research Products

• [Int'l Joint Research] The Pennsylvania State University/University of California/California Institute of Technology(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: The Pennsylvania State University/University of California/California Institute of Technology
  • # of Other Institutions: 1
• [Int'l Joint Research] University of Warwick/University of Oxford/University of Leicester(英国)
  • Country Name: UNITED KINGDOM
  • Counterpart Institution: University of Warwick/University of Oxford/University of Leicester
• [Int'l Joint Research] Istituto Nazionale di Astrofisica(イタリア)
  • Country Name: ITALY
  • Counterpart Institution: Istituto Nazionale di Astrofisica
• [Int'l Joint Research] Slovak University of Technology(スロバキア)
  • Country Name: SLOVAKIA
  • Counterpart Institution: Slovak University of Technology
• [Journal Article] Evolution of accretion disk structure of the black hole X-ray binary MAXI J1820+070 during the rebrightening phase (2024)
  • Author(s): Yoshitake T.、Shidatsu M.、Ueda Y.、Nogami D.、Murata K. L、Higuchi N.、Isogai K.、Maehara H.、Mineshige S.、Negoro H.、Kawai N.、Yatsu Y.、Sasada M.、Takahashi I.、Niwano M.、Saito T.、Takayama M.、Oasa Y.、Takarada T.、Shigeyoshi T.、OISTER Collaboration
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 76 Pages: 251～264
  • DOI: 10.1093/pasj/psae005
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Accretion Spin-up and a Strong Magnetic Field in the Slow-spinning Be X-Ray Binary MAXI J0655-013 (2023)
  • Author(s): Pike Sean N.、Sugizaki Mutsumi、Eijnden Jakob van den、Coughenour Benjamin、Jaodand Amruta D.、Mihara Tatehiro、Motta Sara E.、Negoro Hitoshi、Shaw Aarran W.、Shidatsu Megumi、Tomsick John A.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 954 Pages: 48～48
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ace696
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Gravitational wave physics and astronomy in the nascent era (2023)
  • Author(s): Arimoto M.、Asada H.、Cherry M. L、Fujii M. S、Fukazawa Y.、Harada A.、Hayama K.、Hosokawa T.、Ioka K.、Itoh Y.、Kanda N.、Kawabata K. S.、Kawaguchi K.、Kawai N.、Kobayashi T.、 Kohri K.、Koshio Y.、Kotake K.、Kumamoto J.、Machida M. N. 他 (全53名中28番目）
  • Journal Title: Progress of Theoretical and Experimental Physics Volume: 2023 Pages: 1～83
  • DOI: 10.1093/ptep/ptab042
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MAXI/GSC detection of renewed X-ray activity in the black hole X-ray binary GRS 1739-278 or a new soft X-ray transient MAXI J1741-276 (2023)
  • Author(s): H. Negoro, M. Nakajima, K. Kobayashi, M. Tanaka, Y. Soejima, Y. Kudo, T. Mihara, T. Kawamuro, S. Yamada, T. Tamagawa, N. Kawai, M. Matsuoka, T. Sakamoto, M. Serino, S. Sugita, H. Hiramatsu, H. Nishikawa, A. Yoshida, Y. Tsuboi, S. Urabe 他26名
  • Journal Title: The Astronomer's Telegram Volume: 16097 Pages: 1～1
• [Journal Article] MAXI/GSC detection of a new X-ray outburst from XTE J1856+053 (2023)
  • Author(s): K. Kobayashi, H. Negoro, M. Nakajima, M. Tanaka, Y. Soejima, Y. Kudo, T. Mihara, T. Kawamuro, S. Yamada, T. Tamagawa, N. Kawai, M. Matsuoka, T. Sakamoto, M. Serino, S. Sugita, H. Hiramatsu, H. Nishikawa, A. Yoshida, Y. Tsuboi, S. Urabe 他26名
  • Journal Title: The Astronomer's Telegram Volume: 16131 Pages: 1～1
• [Journal Article] MAXI/GSC detection of a new hard X-ray transient Swift J1727.8-1613 (GRB 230824A) (2023)
  • Author(s): H. Negoro, M. Serino, M. Nakajima, K. Kobayashi, M. Tanaka, Y. Soejima, Y. Kudo, T. Mihara, T. Kawamuro, S. Yamada, T. Tamagawa, N. Kawai, M. Matsuoka, T. Sakamoto, S. Sugita, H. Hiramatsu, H. Nishikawa, A. Yoshida, Y. Tsuboi, S. Urabe 他26名
  • Journal Title: The Astronomer's Telegram Volume: 16205 Pages: 1～1
• [Presentation] MAXI/GSC が検出した 2023 年度後半の突発現象 (2024)
  • Author(s): 根來 均, 中島基樹, 三原建弘, 栗原明稀, 川久保雄太, 芹野素子, 杉田聡司, 岩切 渉, 河合誠之, 松岡 勝 他 MAXI チーム
  • Organizer: 日本天文学会2024年春季年会
• [Presentation] MAXI/GSC が検出した 2023 年度前半の突発現象 (2023)
  • Author(s): 根來 均, 中島基樹, 瀬戸口健太, 河合誠之, 岩切 渉, 芹野素子, 杉田聡司, 梅木雄斗, 三原建弘, 松岡 勝 他 MAXI チーム
  • Organizer: 日本天文学会2023年秋季年会