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パルサー駆動型爆発の多波長観測で探る中性子星形成の多様性

研究課題

研究課題/領域番号 17K14248
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 天文学
研究機関東京大学

研究代表者

樫山 和己  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (10785744)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード中性子星 / 超新星爆発 / 高速電波バースト / 中性子星形成 / 電波 / ガンマ線 / サブミリ波 / 宇宙物理 / 理論天文学 / X線天文学 / 電波天文学 / 光学赤外線天文学
研究成果の概要

本研究では大質量星の重力崩壊に伴う中性子星の誕生、その100年以内の活動性を解き明かすための重要な道しるべをつけることができた。特に、1. 超高輝度超新星のパルサー駆動モデル検証へ向けた生後100年までのパルサー星雲放射の理論モデルの確立し、その過程で2. 高速電波バーストの起源天体としての超高輝度超新星残骸の提案、3. それらを検証するための電波観測を実施した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

太陽のおよそ10倍以上の質量を持つ重たい星がその一生の最後に重力崩壊を起こして形成する中性子星、その誕生は超新星爆発と呼ばれる明るい大爆発を伴う。本研究では、超高輝度超新星と呼ばれる宇宙でもっとも明るい超新星がなぜそれほどまでに明るいのか、その起源を生まれたての中性子星からのエネルギー注入に求めた。この所謂「パルサー駆動シナリオ」を検証するため、シナリオ特有の多波長電磁波放射現象を理論的計算、その予言に基づき観測を実施し、一部のターゲットから理論予言どおりのシグナルを検出した。この結果は宇宙最大の爆発現象と中性子星という極限天体誕生の間の関係に迫る意義深いものであると考える。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 11件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 7件、 招待講演 13件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] カリフォリニア工科大学/ペンシルバニア州立大学(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of California, Berkeley/Pennsylvania State University/Princeton University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Penn State University/University of California, Berkeley/Princeton University(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Alberta(Canada)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Dust formation in embryonic pulsar-aided supernova remnants2019

    • 著者名/発表者名
      Omand Conor M B、Kashiyama Kazumi、Murase Kohta
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 484 号: 4 ページ: 5468-5483

    • DOI

      10.1093/mnras/stz371

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Type IIn Supernova Light Curves Powered by Forward and Reverse Shocks2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuna Daichi、Kashiyama Kazumi、Shigeyama Toshikazu
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 884 号: 1 ページ: 87-87

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab40ba

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Search for Late-time Radio Emission and Fast Radio Bursts from Superluminous Supernovae2019

    • 著者名/発表者名
      Law C. J.、Omand C. M. B.、Kashiyama K.、Murase K.、Bower G. C.、Aggarwal K.、Burke-Spolaor S.、Butler B. J.、Demorest P.、Lazio T. J. W.、Linford J.、Tendulkar S. P.、Rupen M. P.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 886 号: 1 ページ: 24-24

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab4adb

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Optically Thick Rotating Magnetic Wind from a Massive White Dwarf Merger Product2019

    • 著者名/発表者名
      Kashiyama Kazumi、Fujisawa Kotaro、Shigeyama Toshikazu
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 887 号: 1 ページ: 39-39

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab4e97

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Repulsion of fallback matter due to central energy source in supernova2018

    • 著者名/発表者名
      Shigeyama Toshikazu、Kashiyama Kazumi
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 号: 6 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1093/pasj/psy108

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Constraining very-high-energy and optical emission from FRB 121102 with the MAGIC telescopes2018

    • 著者名/発表者名
      MAGIC Collaboration、Acciari V A、Hassan T、Hoang J、Inoue S、Marcote B et al.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 481 号: 2 ページ: 2479-2486

    • DOI

      10.1093/mnras/sty2422

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Scattered Short Gamma-Ray Bursts as Electromagnetic Counterparts to Gravitational Waves and Implications of GW170817 and GRB 170817A2018

    • 著者名/発表者名
      Kisaka Shota、Ioka Kunihito、Kashiyama Kazumi、Nakamura Takashi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 867 号: 1 ページ: 39-39

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aae30a

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Radio transients from newborn black holes2018

    • 著者名/発表者名
      Kashiyama Kazumi、Hotokezaka Kenta、Murase Kohta
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 478 号: 2 ページ: 2281-2290

    • DOI

      10.1093/mnras/sty1145

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Detectability of thermal neutrinos from binary neutron-star mergers and implications for neutrino physics2018

    • 著者名/発表者名
      Kyutoku Koutarou、Kashiyama Kazumi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 10 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.103001

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mass Ejection in Failed Supernovae: Variation with Stellar Progenitor2018

    • 著者名/発表者名
      Fernandez Rodrigo、Quataert Eliot、Kashiyama Kazumi、Coughlin Eric R
    • 雑誌名

      Monthly Notice Royal Astronomy Society

      巻: 476 号: 2 ページ: 2366-2383

    • DOI

      10.1093/mnras/sty306

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Double Neutron Star Mergers and Short Gamma-ray Bursts: Long-lasting High-energy Signatures and Remnant Dichotomy2018

    • 著者名/発表者名
      Murase Kohta、Toomey Michael W.、Fang Ke、Oikonomou Foteini、Kimura Shigeo S.、Hotokezaka Kenta、Kashiyama Kazumi、Ioka Kunihito、Meszaros Peter
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

      巻: 854 号: 1 ページ: 60-60

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aaa48a

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Testing the Young Neutron Star Scenario with Persistent Radio Emission Associated with FRB 1211022017

    • 著者名/発表者名
      Kashiyama Kazumi、Murase Kohta
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Letters

      巻: 839 号: 1 ページ: L3-L3

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aa68e1

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Large-scale clustering as a probe of the origin and the host environment of fast radio bursts2017

    • 著者名/発表者名
      Masato Shirasaki、Kazumi Kashiyama、Naoki Yoshida
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 95 号: 8

    • DOI

      10.1103/physrevd.95.083012

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GW150914-like black holes as Galactic high-energy sources2017

    • 著者名/発表者名
      Ioka Kunihito、Matsumoto Tatsuya、Teraki Yuto、Kashiyama Kazumi、Murase Kohta
    • 雑誌名

      Monthly Notice Royal Astronomy Society

      巻: 470 号: 3 ページ: 3332-3345

    • DOI

      10.1093/mnras/stx1337

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Rapidly Rising Optical Transients from the Birth of Binary Neutron Stars2017

    • 著者名/発表者名
      Hotokezaka Kenta、Kashiyama Kazumi、Murase Kohta
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

      巻: 850 号: 1 ページ: 18-18

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa8c7d

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Radio emission from embryonic superluminous supernova remnants2017

    • 著者名/発表者名
      Omand Conor M. B.、Kashiyama Kazumi、Murase Kohta
    • 雑誌名

      Monthly Notice Royal Astronomy Society

      巻: 474 号: 1 ページ: 573-579

    • DOI

      10.1093/mnras/stx2743

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Optically thick rotating magnetic wind from a massive white-dwarf merger product2019

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Kashiyama
    • 学会等名
      High Energy Astrophysics Japan Israel Workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] White dwarf merger remnants and fast radio bursts2019

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Kashiyama
    • 学会等名
      YITP long-term workshop: Multi-Messenger Astrophysics in the Gravitational Wave Era
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Searching for the origin of fast radio bursts2019

    • 著者名/発表者名
      樫山和己
    • 学会等名
      高エネルギー突発現象の多波長・多粒子観測と理論
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The birth and growth of supermassive black holes in the early universe2019

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Kashiyama
    • 学会等名
      Space Gravitational Wave Detection
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Detectability of Small-Scale Dark Matter Clumps with Pulsar Timing Arrays2019

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Kashiyama
    • 学会等名
      JSPS-FAPESP workshop on Dark Energy, Dark Matter, and Galaxies
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultra-Long Gamma-Ray Bursts and Tidal Disruption Events from Intermediate-Mass Black Holes in Collapsing Star Clusters2018

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Kashiyama
    • 学会等名
      Taiwanese Theoretical Astrophysics Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultra-long GRBs and TDEs from Newborn IMBHs in Collapsing Star Cluster2018

    • 著者名/発表者名
      樫山和己
    • 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] Electromagnetic counterparts of massive black hole formation2018

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Kashiyama
    • 学会等名
      新学術領域(重力波物理学・天文学:創世記)シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Multi-messenger astronomy with DECIGO?2018

    • 著者名/発表者名
      樫山和己
    • 学会等名
      第17回DECIGOワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Missing links of high energy astrophysics2018

    • 著者名/発表者名
      樫山和己
    • 学会等名
      理論懇シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高エネルギー天体現象における放射過程2018

    • 著者名/発表者名
      樫山和己
    • 学会等名
      宇宙における光渦
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Radio Transients from Newborn Black Holes2018

    • 著者名/発表者名
      樫山和己、仏坂健太、村瀬孔大
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] An FRB in a bottle? : a multi-wavelength approach2017

    • 著者名/発表者名
      樫山和己
    • 学会等名
      TeVPA2017
    • 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] An FRB in a bottle?2017

    • 著者名/発表者名
      樫山和己
    • 学会等名
      KIAA-WAP II
    • 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] Fast Radio Bursts2017

    • 著者名/発表者名
      樫山和己
    • 学会等名
      高エネルギー宇宙物理学研究会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大質量星の回転と突発天体2017

    • 著者名/発表者名
      樫山和己
    • 学会等名
      共同利用研究会「ガンマ線バースト研究の新機軸」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Targeted Search of Coherent Radio Bursts from Extragalactic Young Neutron Stars2017

    • 著者名/発表者名
      樫山和己
    • 学会等名
      中性子星の観測と理論 研究活性化ワークショップ 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 謎の天体Fast Radio Burstは若い中性子星が起源か?2019

    • 著者名/発表者名
      樫山和己
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      日本物理学会誌
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 相対論と宇宙物理学2017

    • 著者名/発表者名
      樫山和己
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      サイエンス社
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-02-21  

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