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多波長域の高速・高頻度同時観測で探る、秒スケールで変化する降着円盤の物理現象

研究課題

研究課題/領域番号 21K13970
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分16010:天文学関連
研究機関金沢大学 (2023)
国立研究開発法人理化学研究所 (2021-2022)

研究代表者

木邑 真理子  金沢大学, 先端宇宙理工学研究センター, 助教 (40879699)

研究期間 (年度) 2022-02-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードブラックホール連星 / 多波長観測 / 高速観測 / 矮新星 / 降着円盤 / ブラックホール / 時間領域天文学 / 突発天体 / コンパクト天体
研究開始時の研究の概要

本研究では、X線新星や矮新星のアウトバースト中に多波長域で突発的に発生する秒スケールの光度変動の起源を解明するため、世界一の高時間分解能を誇る可視光高速カメラTomo-e GozenとTriCCS、全天X線監視装置MAXI、軟X線帯域の大有効面積を誇るNICER望遠鏡を連携させ、多波長同時高速観測を行う。集めたデータを解析し、理論モデルの予想と比較することで、秒スケールの光度変動を生み出す降着円盤の不安定性を特定する。

研究実績の概要

2023年度は、ガンマ線バーストとブラックホール連星のアウトバーストについて、せいめい望遠鏡TriCCSを用いた自動測光観測を整備するため、岡山観測所に出張し、複数の天体の自動測光やタイリング観測に挑戦した。これは、金沢大学が開発・運用を行うKOYOH衛星で発見される突発天体のフォローアップ観測を行うための下準備となった。
また、せいめい望遠鏡TriCCSと木曽観測所Tomo-e Gozenを用いて、既存の衛星で発見されたブラックホール連星の可視光高速測光・分光観測に成功した。一部、X線望遠鏡NICERとの同時観測にも成功した。データのダウンロードが完了し、今後解析予定である。
数TBに渡る膨大な量の観測データを解析・保管するため、HDDとPCを購入した。
Tomo-e Gozenを用いて前年度までに観測した矮新星GK Perとブラックホール連星MAXI J1820+070について、一通りのdata reductionと解析を終え、X線観測データと合わせて多波長データ解析を行った。GK Perについて、X線の同時観測データと比較した結果、アウトバースト終了時にはX線照射の効果が弱かった事を突き止めた。これは、降着円盤からの放射が他の成分からの放射に比べて弱くなっていることを示唆していると考えられる。MAXI J1820+070については、X線のフレアよりも可視光のフレアの方が継続時間が短く、振幅が小さいことを発見した。可視光放射の起源として、ブラックホール近傍の高温ガスでのシンクロトロン放射が考えられる。これらの成果を国内学会で発表した。また、解析結果を論文にまとめ、現在投稿準備中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

突発天体の観測データを定期的に取得・解析し、論文化を進めることができている。

今後の研究の推進方策

2024年度は、執筆中の論文を投稿し、査読プロセスを通過する。また、2025年度に研究再開後、2023年度に取得したデータをスムーズに解析できるよう、PCのセットアップなどの下準備を行う。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023 2022 その他

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

  • [国際共同研究] NASA(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Detection of highly correlated optical and X-ray variations in SS Cygni with Tomo-e Gozen and NICER2022

    • 著者名/発表者名
      Nishino Yohei、Kimura Mariko、Sako Shigeyuki、Beniyama Jin、Enoto Teruaki、Minezaki Takeo、Nakaniwa Nozomi、Ohsawa Ryou、Takita Satoshi、Yamada Shinya、Gendreau Keith C
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 74 号: 3 ページ: L17-L22

    • DOI

      10.1093/pasj/psac027

    • 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
  • [学会発表] 強磁場激変星 GK Per の 2023 年のアウトバースト中の X 線・可視光同時観測2024

    • 著者名/発表者名
      木邑真理子
    • 学会等名
      2023年度連星系・変光星研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 強磁場激変星 GK Per の 2023 年のアウトバースト中の X 線・可視光同時観測2024

    • 著者名/発表者名
      木邑真理子
    • 学会等名
      日本天文学会2024年春季年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 可視光・X線高速同時観測で探る、超強重力場下の降着現象2023

    • 著者名/発表者名
      木邑真理子
    • 学会等名
      2023年度せいめい望遠鏡ユーザーズミーティング
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Optical & X-ray simultaneous observations and numerical simulations of SS Cyg2022

    • 著者名/発表者名
      Mariko Kimura
    • 学会等名
      XRISM core-to-core Multiwavelength Workshop 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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