2013 Fiscal Year Annual Research Report
新しいミリ波サブミリ波観測技術によるガンマ線バースト初期残光の探索
Publicly Offered Research
| Project Area | New development in astrophysics through multimessenger observations of gravitational wave sources |
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| Project/Area Number |
25103503
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田村 陽一 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (10608764)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 電波天文学 / サブミリ波 / ガンマ線バースト / 信号解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）ミリ波サブミリ波望遠鏡の高感度化へ向けた分光方式の基礎開発：ミリ波サブミリ波望遠鏡の感度を向上するために、電波受信系の周波数標準（局部発振器）を変調しながら高頻度で分光データをサンプルする受信システムを開発した。2013年度は、局部発振器の周波数変調制御を行うシステムの構築、国立天文台野辺山45mミリ波望遠鏡への搭載、および制御システムの改修を実施し、実証試験に成功した。この結果、既存の分光法と比較して約2倍の感度向上（4-5倍の観測効率向上）が可能であることを示した (田村他, 2013, 日本天文学会秋季年会; Tamura et al. 2013, ASP Conf. Series, 476, 401)。また、データ処理ソフトウェアの開発も推進し、大気輻射輸送モデルを用いて、大気放射と天体信号の分離が可能であることを検証した。
（２）サブミリ波カメラの搭載試験：ガンマ線バースト初期残光の観測に用いるサブミリ波カメラの試験観測とデータ評価に関する基礎的研究を行った。2013年12-1月および2014年3月にチリ共和国に設置された国立天文台アステ望遠鏡にてカメラの搭載試験を行い、ノイズ評価、光学系評価、解析手法の開発、銀河系内天体に対する試験観測を行った。ガンマ線バーストのアラートを受けた試験観測も行い、初期残光を観測するための手順を確立した。
（３）高赤方偏移の大質量星形成と活動銀河核の観測的研究：ガンマ線バーストは高赤方偏移の大質量星形成活動と関連が深い。今年度は、大型サブミリ波干渉計ALMAによる観測中に偶然同定された、遠方ミリ波輝線銀河とX線源対応天体の研究も実施した。多波長解析からは、本天体が爆発的星形成活動をともなう赤方偏移2.5の原始クェーサー候補天体であることがわかった (Tamura et al. 2014, ApJL, 781, L39)。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
サブミリ波カメラ搭載の研究協力機関のスケジュール変更に伴い、サブミリ波カメラ試験観測の実施時期に遅れが生じたが、一方で試験結果や解析状況は良好である。また、周波数変調局部発振器を用いた分光方式の開発については、他の国内電波望遠鏡への搭載や高層大気研究への応用などの分野を超えた共同研究に発展しつつあり、当初の予定かそれ以上に推移している。
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| Strategy for Future Research Activity |
周波数変調局部発振器を用いた分光方式の開発について、順調に進展しており、引き続き成果発表等を継続する。サブミリ波カメラ試験について、平成25年度の試験観測と平成26年度の詳細なデータ解析と装置評価の過程で、より高い精度を担保することができる強度較正法と線形性測定法（これらは望遠鏡が集光した天体情報と検出器が受信した電気信号との関係を結びつける、観測天文学で必要不可欠な手法）に関する知見を得た。また、同評価試験において読み出し回路の改修が、感度と観測効率を大きく向上することがわかった。そこで、当初の搭載スケジュールを遅らせ、観測手法と読み出し回路の改善を施したうえで2015年度に装置搭載と観測を実施することで、ガンマ線バースト初期残光観測に必要な、高精度・高感度かつ高効率を兼ね備えた観測を行う予定である。
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[Journal Article] Serendipitous ALMA Detection of a Distant CO-emitting X-Ray Bright Galaxy2014
Author(s)
Tamura, Y., Saito, T., Tsuru, T. G., Uchida, H., Iono, D., Yun, M. S., Espada, D., Kawabe, R.
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Journal Title
The Astrophysical Journal Letters
Volume: 781
Pages: 39-43
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] A New “Off-point-less” Method for Mm/submm Spectroscopy with a Frequency-Modulating Local Oscillator2013
Author(s)
Tamura, Y., Tatamitani, Y., Takahashi, S., Horigome, O., Maekawa, J., Kohno, K., Sakai, T., Taniguchi, A.
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Journal Title
Astronomical Society of the Pacific Conference Series
Volume: 476
Pages: 401-401
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