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超小型衛星による重力波源および突発天体の同定とブラックホール形成過程の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21H01090
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
研究機関金沢大学

研究代表者

米徳 大輔  金沢大学, 数物科学系, 教授 (40345608)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
キーワードガンマ線バースト / 重力波 / X線天文学 / 超小型衛星 / ブラックホール
研究開始時の研究の概要

重力波天文学の創成と発展を目指して、広視野X線モニター、ガンマ線検出器、そして50cm/50kg級の超小型衛星「金沢大学衛星」を開発する。本研究期間内に金沢大学衛星を完成させ、軌道上運用を実施することで重力波源をX線観測から同定し、ブラックホール形成課程の研究などの科学成果を創出することを目的とする。

研究成果の概要

本研究では、重力波と同期したガンマ線バーストの観測を目的に、50cm/50kg級の超小型衛星「こよう」の開発と、ガンマ線バースト(GRB)を発見するための2種類の観測装置の開発を行った。電機試験・熱真空試験・振動試験を実施し、健全性を確認した上で、2023年12月2日(日本時間)に米国より衛星を打ち上げた。衛星機能のうち星センサーの異常とバッテリの枯渇に見舞われたが、現時点で運用を実施しており、ガンマ線バーストと考えられる現象を検出することに成功している。本研究の目的である「重力波と同期したGRB」の検出には至っていないが、今後の観測で成果を挙げていきたい。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在の天文学では、重力波やニュートリノのような電磁波ではない情報を用いて宇宙を包括的に理解する「マルチメッセンジャー天文学」が重要課題となっている。本研究では、広視野X線・ガンマ線観測の観点から、マルチメッセンジャー天文学の発展に貢献するための超小型衛星 KOYOH を実現し、重力波と同期したガンマ線バーストを観測することで、その発生方向や発生時刻を通報し、時間変動やエネルギースペクトルを測定する。これにより、従来のX線・ガンマ線天文学では実施できなかった新たなブラックホールが誕生する瞬間に生じる物理現象を理解するものである。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 オープンアクセス 6件、 査読あり 5件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 4件、 招待講演 9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] High-speed readout system of X-ray CMOS image sensor for time domain astronomy2024

    • 著者名/発表者名
      Ogino Naoki、Arimoto Makoto、Sawano Tatsuya、Yonetoku Daisuke、Shen Hsien-chieh、Sakamoto Takanori、Hiraga Junko S.、Yatsu Yoichi、Mihara Tatehiro
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 19 号: 01 ページ: C01006-C01006

    • DOI

      10.1088/1748-0221/19/01/c01006

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Photospheric Emission in Long Gamma-Ray Bursts: Prompt Correlations, Spectral Shapes, and Polarizations2024

    • 著者名/発表者名
      Ito Hirotaka、Matsumoto Jin、Nagataki Shigehiro、Warren Donald C.、Barkov Maxim V.、Yonetoku Daisuke
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 961 号: 2 ページ: 243-243

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ace775

    • 関連する報告書
      2023 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] Peak energy?isotropic luminosity correlation and jet opening angle evolution in Swift-BAT short GRBs with soft-tail emission2024

    • 著者名/発表者名
      Ogino Naoki、Yonetoku Daisuke、Arimoto Makoto、Sawano Tatsuya、Hamidani Hamid
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: - 号: 3 ページ: 365-373

    • DOI

      10.1093/pasj/psae018

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Future Perspectives for Gamma-ray Burst Detection from Space2024

    • 著者名/発表者名
      Bozzo Enrico et al.
    • 雑誌名

      Universe

      巻: 10 号: 4 ページ: 187-187

    • DOI

      10.3390/universe10040187

    • 関連する報告書
      2023 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] Possible X-ray Cocoon Emission from GRB 0507092024

    • 著者名/発表者名
      Ogino, Naoki et al.
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-z gamma-ray bursts unraveling the dark ages and extreme space-time mission - HiZ-GUNDAM2023

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yonetoku, et al.
    • 雑誌名

      AAS High Energy Astrophysics Division meeting #20, id. 103.18. Bulletin of the American Astronomical Society, Vol. 55, No. 4 e-id 2023n4i103p18

      巻: 55

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a method for aligning lobster eye optics onboard HiZ-GUNDAM with visible light and shape measurements2022

    • 著者名/発表者名
      Hatsune Goto, Daisuke Yonetoku, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the SPIE

      巻: 12181 ページ: 248-248

    • DOI

      10.1117/12.2627445

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] High-redshift gamma-ray burst for unraveling the dark ages Mmission: HiZ-GUNDAM2022

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yonetoku, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the SPIE

      巻: 12181

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] High-z Gamma-ray bursts for Unraveling the Dark Ages and Extreme Space Time Mission - HiZ-GUNDAM2024

    • 著者名/発表者名
      米徳大輔
    • 学会等名
      高エネルギー宇宙物理連絡回 2024/03/27-29 @ 京都大学
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-z Gamma-ray bursts for Unraveling the Dark Ages and Extreme Space Time Mission - HiZ-GUNDAM2023

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yonetoku
    • 学会等名
      マルチメッセンジャー宇宙物理学領域会議
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Current Status of The monitoring X-ray transients and alert microsatellite KOYOH2023

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Sawano
    • 学会等名
      マルチメッセンジャー宇宙物理学領域会議
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Energy calibration of the KOYOH Transient Localization EXperiment (T-LEX)2023

    • 著者名/発表者名
      Valentin Palshin
    • 学会等名
      マルチメッセンジャー宇宙物理学領域会議
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Investigation on the Accuracy of the Time Determination by the X-ray Imaging Detector T-LEX onboard the Kanazawa University Satellite KOYOH2023

    • 著者名/発表者名
      Naoki Takahashi
    • 学会等名
      マルチメッセンジャー宇宙物理学領域会議
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ガンマ線バーストを用いた初期宇宙・極限時空探査計画 HiZ-GUNDAM2023

    • 著者名/発表者名
      米徳大輔
    • 学会等名
      日本天文学会2023年秋季年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ガンマ線バーストを用いた初期宇宙・極限時空探査計画 HiZ-GUNDAMの進捗2023

    • 著者名/発表者名
      米徳大輔
    • 学会等名
      日本物理学会 第78回年次大会(2023年)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] High-redshift gamma-ray burst for unraveling the dark ages Mission: HiZ-GUNDAM2023

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yonetoku, et al.
    • 学会等名
      American Astronomical Society High Energy Astronomy Division
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ガンマ線バーストを用いた初期宇宙・極限時空探査計画 HiZ-GUNDAMの進捗2023

    • 著者名/発表者名
      米徳大輔
    • 学会等名
      宇宙科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ガンマ線バーストを用いた初期宇宙・極限時空探査計画 HiZ-GUNDAM2023

    • 著者名/発表者名
      米徳大輔
    • 学会等名
      高エネルギー宇宙物理学連絡会「高エネルギー宇宙物理ミッションの現状から近未来を考える」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 可視光によるLobster Eye Opticsの焦点距離測定法の評価2023

    • 著者名/発表者名
      後藤初音
    • 学会等名
      日本天文学会2023年春季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] High-redshift gamma-ray burst for unraveling the dark ages Mission: HiZ-GUNDAM2022

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yonetoku, et al.
    • 学会等名
      SPIE Space Telescope and Instrumentation 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a method for aligning lobster eye optics onboard HiZ-GUNDAM with visible light and shape measurements2022

    • 著者名/発表者名
      Hatsune Goto, Daisuke Yonetoku, et al.
    • 学会等名
      SPIE Space Telescope and Instrumentation 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] X 線突発天体監視速報衛星こよう搭載 の広視野 X 線撮像検出器 T-LEX の応 答関数構築2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木大晴
    • 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] X 線突発天体監視速報衛星こよう搭載 のガンマ線検出器 KGD の性能評価2022

    • 著者名/発表者名
      吉田翼
    • 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] 可視光による Lobster Eye Optics のアラ インメント調整と X 線結像性能評価2022

    • 著者名/発表者名
      後藤初音
    • 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] HETE-2 で観測された GRB 050709 から のコクーン放射2022

    • 著者名/発表者名
      荻野直樹
    • 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] ガンマ線バーストを用いた初期宇宙・極限時空探査計画 HiZ-GUNDAM の進捗2022

    • 著者名/発表者名
      米徳大輔
    • 学会等名
      宇宙科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 公募型小型計画の課題 - 高宇連へのメッセージ -2022

    • 著者名/発表者名
      米徳大輔
    • 学会等名
      高エネルギー宇宙物理連絡会研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] HiZ-GUNDAMとGREX-PLUSのシナジー2022

    • 著者名/発表者名
      米徳大輔
    • 学会等名
      GREX-PLUSサイエンス会議
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ガンマ線バーストを用いた初期宇宙・極限時空探査計画 HiZ-GUNDAM2021

    • 著者名/発表者名
      米徳大輔
    • 学会等名
      高エネルギー宇宙物理連絡会研究会・マスタープラン2023
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ガンマ線バーストを用いた初期宇宙・極限時空探査計画 HiZ-GUNDAM2021

    • 著者名/発表者名
      米徳大輔
    • 学会等名
      光赤外線天文学連絡会将来計画シンポジウム・マスタープラン2023
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 金沢大学 理工研究域 先端宇宙理工学研究センター

    • URL

      https://arc-sat.w3.kanazawa-u.ac.jp/research/research-01/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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