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突発現象の追跡観測を自動で意思決定するスマート観測システムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K03616
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分16010:天文学関連
研究機関広島大学

研究代表者

植村 誠  広島大学, 宇宙科学センター, 准教授 (50403514)

研究分担者 加藤 太一  京都大学, 理学研究科, 助教 (20283591)
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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード光赤外線天文学 / 時間領域天文学 / データサイエンス / 天文学 / 突発天体現象 / 観測天文学 / データ科学
研究開始時の研究の概要

時間領域天文学において、1日以下で変動する突発現象の研究は発見直後の迅速かつ適切な追跡観測が重要である。本研究では情報理論の枠組みを利用し、最も適切な追跡観測を自動的に意思決定する観測システムを開発する。これはつまり、夜間に発生した正体不明の突発現象に応じて、ロボット望遠鏡が有効な追跡観測を自分で考えて実施するシステムである。

研究成果の概要

広島大学かなた望遠鏡による突発天体現象、特に新星と矮新星の研究において、爆発直後のデータを得るため、自律式の、自ら考える自動観測システム「Smart Kanata」を開発した。本システムでは発見直後の新天体のクラス判定に機械学習を、適切な追跡観測の意思決定に情報理論を、自動観測の実施に必要な天候判定などには深層学習を、それぞれ用いており、先端的な技術の集合体システムとなっている。このシステムによって、これまでに矮新星の自動連続撮像、新星の自動分光に成功した。矮新星では降着円盤の幾何構造の進化が初めて明らかになり、新星では初期の高温期を過ぎて、新星風が成長する直前の状態が観測できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、従来、専門家の知識と経験と基づいた判断によって実施されてきた突発天体現象の追跡観測を、先端的な技術を駆使することで自動化したことに意義がある。特に、適切な判断をするために必要な情報が不十分な状態で、次に取得すべきデータを確率論的に意思決定する仕組みは、他の様々な計測分野でも有用だろう。天文学的には、開発したシステムによって期待通りに初期成果が得られ、質量降着と放出の物理に新たなデータを提供できたことに意義がある。

報告書

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

    (25件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 10件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Magnetic field properties inside the jet of Mrk 4212024

    • 著者名/発表者名
      Kim, Dawoon E.、 Di Gesu, Laura、 Liodakis, Ioannis、Uemura, Makoto、and 132 more
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 681 ページ: A12-A12

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202347408

    • 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] Spectroscopic Observation of TCP J17395720-2627410, Classifying as a Reddened Nova2024

    • 著者名/発表者名
      Makoto Uemura、Tatsuya Nakaoka
    • 雑誌名

      The Astronomer's Telegram

      巻: 16521 ページ: 1-1

    • 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] Detection of X-Ray Polarization from the Blazar 1ES 1959+650 with the Imaging X-Ray Polarimetry Explorer2024

    • 著者名/発表者名
      Errando, Manel、 Liodakis, Ioannis、 Marscher, Alan P.、Uemura, Makoto、and 141 more
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 963 号: 1 ページ: 5-5

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ad1ce4

    • 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] X-Ray Polarization of BL Lacertae in Outburst2023

    • 著者名/発表者名
      Peirson, Abel L.、 Negro, Michela、 Liodakis, Ioannis、Uemura, Makoto、and 127 more
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 948 号: 2 ページ: L25-L25

    • DOI

      10.3847/2041-8213/acd242

    • 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] Refining the OJ 287 2022 impact flare arrival epoch2023

    • 著者名/発表者名
      Valtonen Mauri J、Zola Staszek、Gopakumar A、他
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 521 号: 4 ページ: 6143-6155

    • DOI

      10.1093/mnras/stad922

    • 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] On the need of an ultramassive black hole in OJ 2872023

    • 著者名/発表者名
      Valtonen Mauri J、Zola Staszek、Gopakumar A、他
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 525 号: 1 ページ: 1153-1157

    • DOI

      10.1093/mnras/stad2249

    • 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] Discovery of X-ray polarization angle rotation in the jet from blazar Mrk 4212023

    • 著者名/発表者名
      Di Gesu, Laura、 Marshall, Herman L.、 Ehlert, Steven R.、Uemura, M.、and 139 more
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: 7 号: 10 ページ: 1245-1258

    • DOI

      10.1038/s41550-023-02032-7

    • 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] Quasi-simultaneous Optical Flux and Polarization Variability of the Binary Super Massive Black Hole Blazar OJ 287 from 2015 to 2023: Detection of an Anticorrelation in Flux and Polarization Variability2023

    • 著者名/発表者名
      Gupta, Alok C.、 Kushwaha, Pankaj、 Valtonen, Mauri J.、Uemura, M.、and 24 more
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 957 号: 1 ページ: L11-L11

    • DOI

      10.3847/2041-8213/acfd2e

    • 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] Multi-dimensional time-series subsequence clustering for visual feature analysis of blazar observation datasets2022

    • 著者名/発表者名
      Sawada N.、Uemura M.、Fujishiro I.
    • 雑誌名

      Astronomy and Computing

      巻: 41 ページ: 100663-100663

    • DOI

      10.1016/j.ascom.2022.100663

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] PNV J00444033+4113068: Early superhumps with 0.7 mag amplitude and non-red color2022

    • 著者名/発表者名
      Tampo Yusuke、Isogai Keisuke、Kojiguchi Naoto、Uemura Makoto、Kato Taichi、Tordai Tamas、Vanmunster Tonny、Itoh Hiroshi、Dubovsky Pavol A、Medulka Tomas、Sano Yasuo、Hambsch Franz-Josef、Taguchi Kenta、Maehara Hiroyuki、Ito Junpei、Nogami Daisaku
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 74 号: 6 ページ: 1287-1294

    • DOI

      10.1093/pasj/psac068

    • 関連する報告書
      2022 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] X-Ray Polarization Observations of BL Lacertae2022

    • 著者名/発表者名
      Middei Riccardo、Liodakis Ioannis、Perri Matteo、Uemura Makoto、他144名
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 942 号: 1 ページ: 10-23

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aca281

    • 関連する報告書
      2022 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] BO Ceti: Dwarf nova showing both IW And-type and SU UMa-Type features2021

    • 著者名/発表者名
      Kato Taichi、Tampo Yusuke、Kojiguchi Naoto、Shibata Masaaki、Ito Junpei、Isogai Keisuke、Itoh Hiroshi、Hambsch Franz-Josef、Monard Berto、Kiyota Seiichiro、Vanmunster Tonny、Sosnovskij Aleksei A、Pavlenko Elena P、Dubovsky Pavol A、Kudzej Igor、Medulka Tomas
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 73 号: 5 ページ: 1280-1288

    • DOI

      10.1093/pasj/psab074

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] New candidates for AM Canum Venaticorum stars among ASAS-SN transients2021

    • 著者名/発表者名
      Kato Taichi、Kojiguchi Naoto
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 73 号: 5 ページ: 1375-1381

    • DOI

      10.1093/pasj/psab080

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Automated Decision Making in Rapid Follow-up Observations of Cataclysmic Variables2024

    • 著者名/発表者名
      Makoto Uemura
    • 学会等名
      Transients Down Under 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The growth of the disk structure of WZ Sge-type dwarf novae2024

    • 著者名/発表者名
      Ryosake Sazaki、Makoto Uemura
    • 学会等名
      Transients Down Under 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] WZ Sge 型矮新星 TCP J23580961+5502508 のアウトバースト初期の降着円盤 構造の進化2023

    • 著者名/発表者名
      佐崎凌佑、植村誠、中岡竜也、今澤遼
    • 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] 突発現象の追跡観測の意思決定を自動化する:SMART KANATA計画2022

    • 著者名/発表者名
      植村誠
    • 学会等名
      激変星研究会2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 激変星の追跡観測に関する意思決定の自動化2022

    • 著者名/発表者名
      植村誠
    • 学会等名
      天文学におけるデータ科学的方法
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 銀河系内突発現象の追跡観測とデータサイエンス2022

    • 著者名/発表者名
      植村誠
    • 学会等名
      天の川銀河研究会2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 突発天体現象の観測とデータサイエンス2022

    • 著者名/発表者名
      植村誠
    • 学会等名
      岡山大学物理談話会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Follow-up observations of galactic transients with astroinformatics2022

    • 著者名/発表者名
      Makoto Uemura
    • 学会等名
      International Astronomical Union Astroinformatics and Astrostatistics Commission
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] V455 And の分光観測:円盤風が矮新星アウトバーストに付随する可能性2022

    • 著者名/発表者名
      反保雄介,野上大作,加藤太一,綾仁一哉,内藤博之,成田憲保,高橋英則,藤井貢,橋本修,衣笠健三,本田敏志,鳴沢真也,坂元誠,今田明
    • 学会等名
      日本天文学会2022年春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] かなた望遠鏡による情報理論・機械学習を用いた自動意思決定システムの実用性の検証2021

    • 著者名/発表者名
      古賀柚希、 植村誠、 池田思朗、 加藤太一、野上大作、磯貝桂介、小路口直冬、田口健太、 前原裕之
    • 学会等名
      日本天文学会2021年秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 物理のためのデータサイエンス入門2023

    • 著者名/発表者名
      植村 誠
    • 総ページ数
      240
    • 出版者
      講談社
    • ISBN
      406530993X
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] Makoto Uemura

    • URL

      https://home.hiroshima-u.ac.jp/uemuram/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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