ガンマ線バーストの残光と母銀河から高赤方偏移宇宙の星生成史を探る

• 研究課題/領域番号: 13J06603
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 新納 悠 国立天文台, 光赤外研究部, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,960千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 660千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: ガンマ線バースト / 金属量 / 光度分布 / 高速電波バースト / 起源星 / 天体爆発現象 / 宇宙進化史 / 国際情報交換：アメリカ、オーストラリア / 銀河

研究実績の概要

GRB起源星の解明のため、今年度はすばる望遠鏡およびGemini望遠鏡によるGRB母銀河観測を行った。新たに観測した母銀河と過去の研究で調べられた母銀河の性質をモデルの予想と統計的に比較することで、GRB発生の条件を従来の研究にはなかった精度で制限することができた。この成果を論文として発表すべく、現在投稿の準備中である。従来研究における統計的GRB母銀河研究のサンプルは大別して「非常に複雑な選択バイアスの影響が疑われる多数のサンプル」と「選択バイアスの影響をほぼ完全に排除した少数のサンプル」の二通りであったが、この研究では「選択バイアスの影響を最小限に抑えつつサンプル数を最大化」する方針をとったことが奏功した。

また、GRB残光の光度分布については、過去に個別に行われていた可視残光のスペクトルや光度進化の研究成果を複合的に解析することで、未だ観測例の少ないGRB残光初期における可視光光度の現実的な見積もりを可能にし、高赤方偏移研究を主眼とした将来のGRB観測衛星計画の検討に協力した。

高速電波バースト（FRB）もGRBと並んで興味深い突発天体である。この新種の天体の正体を解き明かすため、すばる望遠鏡を用いた対応天体探査チームに参加し、観測・データ解析に参加した。特に2015年4月18日に発生したFRB 150418については、電波干渉計ATCAによって約5-8 GHzでの対応天体（FRB本体は約1 GHz）が発見されて位置決定精度が従来のイベントから格段に向上したことをうけて、すばる望遠鏡による母銀河の発見および分光による史上初の赤方偏移測定が実現した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] ネバダ大学ラスベガス校(米国)
• [雑誌論文] Long-Duration Gamma-Ray Burst Host Galaxies in Emission and Absorption (2016)
  • 著者名/発表者名: Daniel A. Perley, Yuu Niino, Nial R. Tanvir, Susanna D. Vergani, Johan P. U. Fynbo
  • 雑誌名: Space Science Reviews 巻: 未定 号: 1-4 ページ: 111-142
  • DOI: 10.1007/s11214-016-0237-4
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The host galaxy of a fast radio burst (2016)
  • 著者名/発表者名: E. Keane et al. (41人中18番目)
  • 雑誌名: Nature 巻: 530 号: 7591 ページ: 453-456
  • DOI: 10.1038/nature17140
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Star Formation Rate and Metallicity of the Host Galaxy of the Dark GRB 080325 at z=1.78 (2015)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Hashimoto, Daniel A. Perley, Kouji Ohta, Kentaro Aoki, Ichi Tanaka, Yuu Niino, Kiyoto Yabe, and Nobuyuki Kawai
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 806 号: 2 ページ: 250-260
  • DOI: 10.1088/0004-637x/806/2/250
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Metallicity measurements of gamma-ray burst and supernova explosion sites: lessons from H II regions in M31 (2015)
  • 著者名/発表者名: Niino, Yuu; Nagamine, Kentaro; Zhang, Bing
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 449 号: 3 ページ: 2706-2717
  • DOI: 10.1093/mnras/stv436
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spectrum of the Supernova Relic Neutrino Background and Metallicity Evolution of Galaxies (2015)
  • 著者名/発表者名: Ken'ichiro Nakazato, Eri Mochida, Yuu Niino, and Hideyuki Suzuki
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 804 号: 1 ページ: 75-89
  • DOI: 10.1088/0004-637x/804/1/75
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Subaru High-z Quasar Survey: Discovery of Faint z ~ 6 Quasars (2015)
  • 著者名/発表者名: Kashikawa, Nobunari; Ishizaki, Yoshifumi; Willott, Chris J.; Onoue, Masafusa; Im, Myungshin; Furusawa, Hisanori; Toshikawa, Jun; Ishikawa, Shogo; Niino, Yuu; Shimasaku, Kazuhiro; Ouchi, Masami; Hibon, Pascale
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 798 号: 1 ページ: 28-37
  • DOI: 10.1088/0004-637x/798/1/28
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unveiling the origin of fast radio bursts by optical follow-up observations (2014)
  • 著者名/発表者名: Niino, Yuu; Totani, Tomonori; Okumura, Jun E.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 66 号: 6
  • DOI: 10.1093/pasj/psu115
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A First Site of Galaxy Cluster Formation: Complete Spectroscopy of a Protocluster at z=6.01 (2014)
  • 著者名/発表者名: Jun Toshikawa
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 792 号: 1 ページ: 15-29
  • DOI: 10.1088/0004-637x/792/1/15
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Probing Intergalactic Neutral Hydrogen by the Lyman Alpha Red Damping Wing of Gamma-Ray Burst 130606A Afterglow Spectrum at z=5.913 (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomonori Totani, Kentaro Aoki, Takashi Hattori, George Kosugi, Yuu Niino, Tetsuya Hashimoto, Nobuyuki Kawai, Kouji Ohta, Takanori Sakamoto & Toru Yamada
  • 雑誌名: Publication of the Astronomical Society of Japan 巻: 受理(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extragalactic Background Light from Hierarchical Galaxy Forma tion : Gamma-Ray Attenuation up to the Epoch of Cosmic Reioni zation and the First Stars (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki Inoue, Susumu Inoue, Masakazu A. R. Kobayashi, Ryu Makiya, Yuu Niino & Tomonori Totani
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 768 号: 2 ページ: 197-213
  • DOI: 10.1088/0004-637x/768/2/197
  • 査読あり
• [学会発表] Systematic Observation of Long GRB Host Galaxies in the Subaru/Gemini Time Exchange Program (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuu Niino
  • 学会等名: Subaru Users' Meeting FY2015
  • 発表場所: KKR Hotel Atami（静岡県熱海市）
  • 年月日: 2016-01-20
• [学会発表] Studying Gas Phase Metallicity of z < 1 Star Forming Galaxies (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuu Niino
  • 学会等名: PFS-SSP Galaxy Survey Workshop 2015
  • 発表場所: Kavli IPMU（千葉県柏市）
  • 年月日: 2015-11-13
  • 招待講演
• [学会発表] 母銀河の系統的分光観測でlong Gamma-Ray Burstの発生条件に迫る (2015)
  • 著者名/発表者名: 新納 悠
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
  • 発表場所: 甲南大学（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] Complete Metallicity Measurements of Long GRB Host Galaxies at Low-Redshifts (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuu Niino
  • 学会等名: GRB workshop 2015
  • 発表場所: 理化学研究所（埼玉県和光市）
  • 年月日: 2015-09-01
• [学会発表] Metallicity Measurements of Gamma-Ray Burst and Supernova Explosion Sites: Lessons from HII regions in M31 (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuu Niino, Kentaro Nagamine & Bing Zhang
  • 学会等名: XXIX IAU General Assembly FM 10
  • 発表場所: Hawaii Convention Center (Honolulu, HI, US)
  • 年月日: 2015-08-10
  • 国際学会
• [学会発表] すばるPFSで調べる z < 1 銀河の星質量-星生成率-金属量関係 (2015)
  • 著者名/発表者名: 新納 悠
  • 学会等名: PFSサイエンス検討会
  • 発表場所: 国立天文台（東京都三鷹市）
  • 年月日: 2015-07-10
• [学会発表] Theoretical Predictions of GRB Host Properties (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuu Niino
  • 学会等名: Gamma-Ray Bursts: a tool to explore the young Universe
  • 発表場所: International Space Science Institute-Beijing (Beijing, China)
  • 年月日: 2015-04-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 宇宙の星・銀河形成史と超新星爆発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 新納 悠
  • 学会等名: 新学術「地下素核研究」第一回超新星ニュートリノ研究会
  • 発表場所: 東京理科大学野田キャンパス（野田市）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-17
  • 招待講演
• [学会発表] Metallicity Measurements of GRB Explosion Sites: Lessons from HII regions in M31 (2014)
  • 著者名/発表者名: Niino, Yuu; Nagamine, Kentaro; Zhang, Bing
  • 学会等名: Swift: 10 Years of Discovery
  • 発表場所: La Sapienza University of Rome (Italy)
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-05
• [学会発表] 可視光追観測でFast Radio Burstの起源を探る (2014)
  • 著者名/発表者名: 新納 悠、戸谷 友則、奥村 純
  • 学会等名: 日本天文学会 2014 年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学（山形市）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] Detectability of Fast Radio Burst Optical Counterparts in Future Follow-Up Observations (2014)
  • 著者名/発表者名: 新納 悠、戸谷 友則、奥村 純
  • 学会等名: 超新星・ガンマ線バースト研究会
  • 発表場所: 理化学研究所和光キャンパス（和光市）
  • 年月日: 2014-08-25 – 2014-08-27
• [学会発表] ガンマ線バースト発生環境の実際と見た目 (2014)
  • 著者名/発表者名: 新納 悠
  • 学会等名: 日本天文学会2014年春期年会
  • 発表場所: 国際基督教大学(東京都)
  • 年月日: 2014-03-21
• [学会発表] ガンマ線バースト発生環境の実際と見た目 (2013)
  • 著者名/発表者名: 新納 悠
  • 学会等名: 第26回理論懇シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学柏キャンパス(千葉県)
  • 年月日: 2013-12-25
• [学会発表] The Redshift Evolution of the Relation between Stellar Mass, SFR, and Gas Metallicity (2013)
  • 著者名/発表者名: 新納 悠
  • 学会等名: Feeding, Feedback, & Fireworks : Celebrating Our Cosmic Landscape
  • 発表場所: オーストラリア、ハミルトン島
  • 年月日: 2013-06-28
• [備考]
  • URL: http://optik2.mtk.nao.ac.jp/~yuuniino/YuuNIINO_site/Home.html