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「赤色超巨星の間欠的質量放出」仮説の追求

研究課題

研究課題/領域番号 16K05306
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 天文学
研究機関国立天文台

研究代表者

朝木 義晴  国立天文台, チリ観測所, 准教授 (00332148)

研究分担者 中川 亜紀治  鹿児島大学, 理工学域理学系, 助教 (60535631)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード赤色超巨星 / 質量放出 / 恒星光球面撮像 / サブミリ波干渉計 / ALMA望遠鏡 / 高角度分解能観測 / 電波干渉計 / 質量損失 / サブミリ波 / 高角度分解能 / Red supergiant / Semi-regular variable / Evolved stars / Mass loss / Extreme OH/IR星 / ALMAサブミリ波高分解能観測 / 高空間分解能撮像観測 / 進化末期星メーザー / 宇宙物理 / 電波天文学 / 宇宙科学
研究成果の概要

太陽質量の8倍以上ある恒星は進化末期に赤色超巨星となり、質量放出により恒星中心部で生成された核融合物質を大量に宇宙へ放出していく。その物質は銀河の中で重力によって集まり、新たな恒星を生み、もしかしたら地球型惑星や生命の誕生につながるかもしれず、赤色超巨星の質量放出は宇宙の化学進化において極めて重要なプロセスに位置付けられる。赤色超巨星の質量放出を研究するにあたり、世界で最も優れた天体観測装置の一つであるALMA望遠鏡の最高解像度性能を引き出し、地球から3600光年離れた赤色超巨星「大犬座VY星」の光球のサブミリ波による撮像と、VY星から塵とガスが非等方的に放出される様子を捉えることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

赤色超巨星の質量放出は、中小質量星の進化末期段階である漸近巨星分岐星(AGB)の延長線上で議論されることが多く、その質量とサイズがAGB星とは桁で異なるため3次元流体力学シミュレーションすらも難しい現象であり、その理解はAGB星と比較して相対的に不足している。RSGにはAGB星とは明らかに異なる「間欠的な質量放出」の特徴が潜むことがこれまで見過ごされており、本研究成果はRSGの質量放出機構を大きく見直す機会となる。また、本研究の過程において行ったALMAのサブミリ波最高角度分解能性能実証により2021年からの一般観測でその性能が利用可能となり、サブミリ波天体物理研究への波及効果は極めて大きい。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (10件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] KASI(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Leiden University(オランダ)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Ural Federal University(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] The University of Western Australia(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] KASI(韓国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ICRAR(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Ural Federal University(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] IGN(Spain)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] JIVE(Netherlands)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ALMA High-frequency Long Baseline Campaign in 2017: Band-to-band Phase Referencing in Submillimeter Waves2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Asaki, Luke T. Maud, Edward B. Fomalont, Neil M. Phillips Neil, Akihiko Hirota, Tsuyoshi Sawada, Loreto Barcos-Mun~oz, Anita M. S. Richards, William R. F. Dent, Satoko Takahashi, Stuartt Corder, John M. Carpenter, Eric Villard, Elizabeth M. Humphreys
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 247 号: 1 ページ: 23-23

    • DOI

      10.3847/1538-4365/ab6b20

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Astrometric VLBI Observations of the Galactic LPVs, Miras, and OH/IR stars2018

    • 著者名/発表者名
      Akiharu Nakagawa, Tomoharu Kurayama, Gabor Orosz, Ross A. Burns, Tomoaki Oyama, Takumi Nagayama, Takashi Miyata, Mamoru Sekido, Junichi Baba, keiichi Wada
    • 雑誌名

      Astrophysical Masers: Unlocking the Mysteries of the Universe, Proceedings of the International Astronomical Union, IAU Symposium

      巻: 13 号: S336 ページ: 365-368

    • DOI

      10.1017/s1743921317009449

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Astrometry of OH/IR Stars Using 1612 MHz Hydroxyl Masers. I. Annual Parallaxes of WX Psc and OH138.0+7.22017

    • 著者名/発表者名
      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.
    • 雑誌名

      The Astronomical Journal

      巻: 153 号: 3 ページ: 1-13

    • DOI

      10.3847/1538-3881/153/3/119

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ALMA long baseline phase calibration using phase referencing2016

    • 著者名/発表者名
      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
    • 雑誌名

      Proc. SPIE 9906, Ground-based and Airborne Telescopes VI

      巻: 99065U ページ: 1-18

    • DOI

      10.1117/12.2232301

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ALMA: fringe phase calibration (4): high frequency long baseline capability2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Asaki, L. T. Maud, E. B. Fomalont, N. M. Phillips, A. Hirota, T. Sawada, L. Barcos-Mun~oz, A. M. S. Richards, W. R. F. Dent, S. Takahashi, S. Corder, J. Carpenter, E. Villard, E. M. Humphreys, H. Nagai, T. Tsukui
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 長い周期を持つOH/IR星のVERAを用いた位置天文観測2019

    • 著者名/発表者名
      中川亜紀治, 倉山智春, 守田篤史, 加世田大地, 湯田晶斗, 松野雅子, 濱田翔太, 田中理央, 国立天文台VERAプロジェクト
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 長周期変光星におけるVLBIとGaiaによる年周視差の比較2018

    • 著者名/発表者名
      中川亜紀治, 須藤広志, 倉山智春, 国立天文台VERAプロジェクト
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] VERAによるSiOメーザーを用いた周期の長いOH/IR星の位置天文VLBI観測2018

    • 著者名/発表者名
      中川亜紀治
    • 学会等名
      日本天文学会2018年春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ALMA High Frequency (Long Baseline) Capability Commissioning Campaign 20172017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Asaki, Stuartt Corder, Satoko Takahashi, Ed Fomalont, William Dent, Luke Maud, Loreto Barcos
    • 学会等名
      Black Hole Astrophysics with VLBI
    • 発表場所
      National Astronomical Observatory of Japan, Mitaka, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Intermittent Mass Blowout of the Red Supergiant S Per2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Asaki
    • 学会等名
      IAU Symposia 336: Astrophysical Masers: Unlocking the Mysteries of the Universe
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Millimeter/submillimeter interferometry phase calibration strategy2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Asaki
    • 学会等名
      ALMA Long Baseline Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Astrometric VLBI observation of the Galactic LPVs; Miras and OH/IR stars2017

    • 著者名/発表者名
      Akiharu Nakagawa
    • 学会等名
      IAU Symposia 336: Astrophysical Masers: Unlocking the Mysteries of the Universe
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] OH/IR星を対象としたVLBI位置天文に基づく銀河動力学の観測的研究2017

    • 著者名/発表者名
      中川亜紀治
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] VERAによるOH/IR星のSiOメーザー位置天文観測2017

    • 著者名/発表者名
      中川亜紀治
    • 学会等名
      VLBI懇談会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Intermittent Mass Blowout of the Red Supergiant S Per2016

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      Pulsation 2016
    • 発表場所
      Cumbress Spa, San Pedro de Atacama, Chile
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 赤色超巨星 S Perの間欠的質量放出2016

    • 著者名/発表者名
      朝木義晴
    • 学会等名
      連星系・変光星・低温度星研究会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市港北区日吉 慶應義塾大学日吉キャンパス
    • 年月日
      2016-10-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Astrometry of the Galactic Miras and LPVs with a Japanese VLBI array "VERA"2016

    • 著者名/発表者名
      Akiharu Nakagawa, Tomoharu Kurayama, Gabor Orosz, VERA Project
    • 学会等名
      13th European VLBI Network Symposium
    • 発表場所
      St. Petersburg Scientific Center, Saint Petersburg, Russia
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Map Comparison between Quadruple Masers of the Red Supergiant S Per Using VLBI Source/Frequency Phase Transfer Technique2016

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      Cool Stars 19th
    • 発表場所
      Uppsala Konsert and Kongress, Uppsala, Sweden
    • 年月日
      2016-06-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-22  

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