• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

低質量X線連星からの定常重力波初検出

研究課題

研究課題/領域番号 20J20809
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
審査区分 小区分16010:天文学関連
研究機関東京大学

研究代表者

御堂岡 拓哉  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2022年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードX線連星 / 中性子星 / X線パルス / 重力波 / 活動銀河核 / 降着円盤風
研究開始時の研究の概要

コンパクト連星合体による突発的な重力波は数多く検出されているが、パルサーや低質量X線連星(LMXB)からの定常重力波(CW)はこれまで一度も検出されていない。申請者はLMXBの中で最も重力波振幅が大きいと考えられているSco X-1からのCWの初検出を目的とし研究を行う。
Sco X-1 からのCW検出に際して(1)自転周期が観測されていないためCW周波数が未知である、(2)LIGO, VIRGO, KAGRAなどの地上重力波検出器の現状のセットアップでは感度が足りないという2つの大きな障壁が挙げられる。 これらの問題に対し、X線と重力波を用いた複合的なアプローチを推進し史上初のCW検出に迫る。

研究実績の概要

当初の研究目的はSco X-1からのX線パルスを探査し、検出された場合、定常重力波初検出へ向け観測的・実験的研究を推進することであった。2021年度前半でX線パルス探査は完了したが、結果的にX線パルスは検出されず、パルス振幅上限値を算出するにとどまった。2021年度以降は研究テーマをシフトし、主にAGNの観測的研究を行ってきた。

近年の観測・理論的研究から、ほとんどのAGNは複数の吸収体を持つことが示唆されている。例えば、放射電磁流体シミュレーションでは、超高速の円盤風 (UFO)が中心から離れたところで不安定になり、ガス塊に変化することが示された。しかし、これまでのX線スペクトル解析では、スペクトル成分が複雑に絡み合っており、ガス塊の観測的パラメータに制限をつけることができなかった。
私はこのパラメータ縮退を解くため、スペクトル比フィッティングという新たな手法を開発した。この手法をあるAGNに適用することで、(1)塊状吸収体のアウトフロー速度がUFOに匹敵するほど超高速であること、(2)AGNが明るい時ほど高速であることを発見した (Midooka+23)。

さらに、Midooka+23で開発した手法を用いて13個のAGNを系統解析し、特に活動性の激しい3天体が上記2つの特徴を同様に示すことを発見した。つまり、特に活動的なAGN中心部においては、輻射圧駆動円盤風が不安定性により部分吸収を起こすガス塊に変化するという理論予測を初めて観測的に支持することに成功した。このような超高速で噴き出す塊状吸収体を考慮することで、これまでうまく説明できなかった1 keV付近の吸収端構造も自然に説明することが可能となった。また、塊状吸収体が超高速である理由として、連続スペクトルのみならずスペクトル線の吸収により効率よく加速しているという描像を提案した。最終的にこれらの成果を博士論文にまとめた。

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A novel “spectral‐ratio model fitting” to resolve complicated X‐ray spectral variations in active galactic nuclei2023

    • 著者名/発表者名
      Midooka Takuya、Mizumoto Misaki、Ebisawa Ken
    • 雑誌名

      Astronomische Nachrichten

      巻: - 号: 4

    • DOI

      10.1002/asna.20230039

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simple interpretation of the seemingly complicated X-ray spectral variation of NGC 55482022

    • 著者名/発表者名
      Takuya Midooka, Ken Ebisawa, Misaki Mizumoto, Yasuharu Sugawara
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: - 号: 4 ページ: 5020-5033

    • DOI

      10.1093/mnras/stac1206

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-ray transmission calibration of the gate valve for the X-ray astronomy satellite XRISM2021

    • 著者名/発表者名
      Takuya Midooka, Masahiro Tsujimoto, Shunji Kitamoto, Nozomi Nakaniwa, Yoshitomo Maeda, Manabu Ishida, Ken Ebisawa, Mayu Tominaga
    • 雑誌名

      Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems

      巻: 7(2) 号: 02 ページ: 28005-28005

    • DOI

      10.1117/1.jatis.7.2.028005

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Origin of the X-ray absorbers in Seyfert 1 galaxies2023

    • 著者名/発表者名
      御堂岡拓哉、水本岬希、海老沢研
    • 学会等名
      第22回高宇連研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Discovery of the radiatively-driven clumpy absorbers in the NLSy1 IRAS 13224-38092022

    • 著者名/発表者名
      Takuya Midooka, Ken Ebisawa, Misaki Mizumoto
    • 学会等名
      What drives the growth of black holes: a decade of reflection
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Radiatively-driven clumpy absorbers in the NLSy1 IRAS 13224-38092022

    • 著者名/発表者名
      Takuya Midooka, Ken Ebisawa, Misaki Mizumoto
    • 学会等名
      XMM-Newton Workshop 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NLS1銀河 IRAS 13224-3809における輻射圧駆動部分吸収体の発見2022

    • 著者名/発表者名
      御堂岡拓哉、水本岬希、海老沢研
    • 学会等名
      日本天文学会2022年秋季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] NLSy1銀河 IRAS 13224-3809のクランピーな吸収体の起源2022

    • 著者名/発表者名
      御堂岡拓哉、海老沢研、水本岬希
    • 学会等名
      ブラックホールジェット・降着円盤・円盤風研究会2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] X線観測から迫るSeyfert銀河中心核近傍の物理2021

    • 著者名/発表者名
      御堂岡拓哉、海老沢研、水本岬希
    • 学会等名
      超巨大ブラックホール研究会:その実態・影響・起源の全貌解明に向けて
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 定常重力波初検出に向けた低質量X線連星Sco X-1のX線パルス探索2021

    • 著者名/発表者名
      御堂岡拓哉、海老沢研、和泉究
    • 学会等名
      日本天文学会2021年春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] X-ray transmission measurements of the gate valve for the x-ray astronomy satellite XRISM2020

    • 著者名/発表者名
      Takuya Midooka, Masahiro Tsujimoto, Shunji Kitamoto, Nozomi Nakaniwa, Yoshitomo Maeda, Shinjiro Hayakawa, Manabu Ishida, Ken Ebisawa, Mayu Tominaga
    • 学会等名
      SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation, 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] Website of Takuya Midooka

    • URL

      https://www.isas.jaxa.jp/home/ebisawalab/midooka/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi