天の川銀河における近接連星重力波源探査

• 研究領域: 重力波物理学・天文学：創世記
• 研究課題/領域番号: 20H04730
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 鈴木 尚孝 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 客員准科学研究員 (20722804)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 重力波 / 近接連星 / 白色矮星 / Ia型超新星 / 暗黒エネルギー / 背景重力波 / 連星 / ブラックホール / 中性子星

研究開始時の研究の概要

アインシュタインが予言した重力波は、はじめて2015年に観測されました。これまでブラックホールの衝突合体や、中性子星の連星合体からの重力波が観測されていますが、近接連星と呼ばれる連星系からも微弱ながら重力波で放出されていることが知られています。天の川銀河の星々のスペクトルの視線速度の変化から近接連星候補の国勢調査を行い、連星系からの背景重力波の大きさを本研究では推定します。

研究実績の概要

本研究では、天の川銀河系内で重力波源となりうる白色矮星を含む近接連星を統計的に探し出すことである。近接連星は、微弱ながら重力波を放出することが知られており、将来のスペースからの重力波観測を立案する上でも、どれくらいの数の近接連星が天の川銀河に存在するかを知ることは重要である。また、白色矮星連星は、暗黒エネルギーの精密測定に使われているIa型超新星の母天体と考えられているが、白色矮星同士の連星なのか、白色矮星と主系列星の連星なのか、数十年に渡って議論され、決着がついていない。天の川銀河内で、母天体候補を探し出し統計的分布の知見を得ることが肝要である。
本研究では、まず候補天体リスト作成し、分光による追観測の遂行、データを解析し、近接連星の確認をしていく。これまで蓄積されたスローンデジタルスカイサーベイ（SDSS)から候補天体絞り出し、欧州の位置天文衛星GAIAのDR３のデータと照合し、連星の軌道半径の大きいもの(1000天文単位）から、小さい方向への分布を調査し、近接連星の分布について、推定した。また、Pan-Starrs、DECamの最新のデータとも組み合わせ、候補天体リストを作成した。確度の高い天体については、分光観測で確かめる予定であったが、新型コロナ感染症の影響により、望遠鏡が稼働していなかった時期があり、また天候にも恵まれず、観測計画は遅れているが、いくつかの有力天体については分光観測することができた。今期は１６晩、来期は１０晩観測時間を獲得し、観測を継続し、解析の上結果を論文化し、データを公開して行く予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Lawrence Berkeley National Lab(米国)
• [国際共同研究] LPNHE(フランス)
• [国際共同研究] Australia National University(オーストラリア)
• [国際共同研究] Lawrence Berkeley National Laboratory/University of California, Berkeley(米国)
• [雑誌論文] Bump Morphology of the CMAGIC Diagram (2023)
  • 著者名/発表者名: Aldoroty L.、Wang L.、Hoeflich P.、Yang J.、Suntzeff N.、Aldering G.、Antilogus P.、Aragon C.、Bailey S.、Baltay C.、Bongard S.、Boone K.、Buton C.、Copin Y.、Dixon S.、Fouchez D.、Gangler E.、Gupta R.、Hayden B.、Karmen Mitchell、Kim A. G.、Kowalski M.、Suzuki N. et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 948 号: 1 ページ: 10-10
  • DOI: 10.3847/1538-4357/acad78
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Second Data Release of the COSMOS Lyα Mapping and Tomography Observations: The First 3D Maps of the Detailed Cosmic Web at 2.05 < z < 2.55 (2022)
  • 著者名/発表者名: Horowitz Benjamin、Lee Khee-Gan、Ata Metin、Meller Thomas、Krolewski Alex、Prochaska J. Xavier、Hennawi Joseph F.、White Martin、Schlegel David、Rich R. Michael、Nugent Peter E.、Suzuki Nao、Kashino Daichi、Koekemoer Anton M.、Lemaux Brian C.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Supplement Series 巻: 263 号: 2 ページ: 27-27
  • DOI: 10.3847/1538-4365/ac982d
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Uniform Recalibration of Common Spectrophotometry Standard Stars onto the CALSPEC System Using the SuperNova Integral Field Spectrograph (2022)
  • 著者名/発表者名: Rubin David、Aldering G.、Antilogus P.、Aragon C.、Bailey S.、Baltay C.、Bongard S.、Boone K.、Buton C.、Copin Y.、Dixon S.、Fouchez D.、Gangler E.、Gupta R.、Hayden B.、Hillebrandt W.、Kim A. G.、Kowalski M.、Nordin J.、Pain R.、Perlmutter S.、Suzuki N. et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Supplement Series 巻: 263 号: 1 ページ: 1-1
  • DOI: 10.3847/1538-4365/ac7b7f
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Conceptual design of the Keck Wide Field Imager (KWFI) (2022)
  • 著者名/発表者名: Radovan Matthew V.、Bertz Robert、Cooke Jeff、Dekany Richard、Delacroix Alex、Fucik Jason R.、Gillingham Peter R.、Krishnan Shanti、Poole Gregory、Seikel Ray、Smith Roger、Suzuki Nao、Travouillon Tony
  • 雑誌名: SPIE 巻: 12184 ページ: 20-20
  • DOI: 10.1117/12.2630502
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Probabilistic Autoencoder for Type Ia Supernova Spectral Time Series (2022)
  • 著者名/発表者名: Stein George、Seljak Uros、Aldering G.、Bongard S.、Boone K.、Buton C.、Karmen M.、Kim A. G.、Kowalski M.、Kesters D.、Leget P.-F.、Mondon F.、Nordin J.、Pain R.、Pecontal E.、Pereira R.、Perlmutter S.、Ponder K. A.、Rigault M.、Rubin D.、Saunders C.、Smadja G.、Suzuki N. et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 935 号: 1 ページ: 5-5
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac7c08
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] MUSSES2020J: The Earliest Discovery of a Fast Blue Ultraluminous Transient at Redshift 1.063 (2022)
  • 著者名/発表者名: Jiang Ji-an、Yasuda Naoki、Maeda Keiichi、Tominaga Nozomu、Doi Mamoru、Yoachim Peter、Uno Kohki、Moriya Takashi J.、Kumar Brajesh、Pan Yen-Chen、Tanaka Masayuki、Tanaka Masaomi、Nomoto Ken’ichi、Jha Saurabh W.、Ruiz-Lapuente Pilar、Jones David、Shigeyama Toshikazu、Suzuki Nao et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 933 号: 2 ページ: L36-L36
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ac7390
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Third data release of the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program (2022)
  • 著者名/発表者名: Aihara Hiroaki et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 74 号: 2 ページ: 247-272
  • DOI: 10.1093/pasj/psab122
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Optical Spectroscopy of Dual Quasar Candidates from the Subaru HSC-SSP program (2021)
  • 著者名/発表者名: Tang S.、Silverman J.D.、Ding X.、Li J.、Lee K.-G.、Strauss M.A.、Goulding A.、Schramm M.、Kawinwanichakij L.、Xavier P.J.、Hennawi J.F.、Imanishi M.、Iwasawa K.、Toba Y.、Kayo I.、Oguri M.、Matsuoka Y.、Onoue M.、Jahnke K.、Ichikawa K.、Hartwig T.、Kashikawa N.、Kawaguchi Toshihiro、et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 922 号: 1 ページ: 83-83
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac1ff0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Probing Feedback via IGM tomography and the Lyα Forest with Subaru PFS, TMT/ELT, and JWST (2021)
  • 著者名/発表者名: Nagamine Kentaro、Shimizu Ikkoh、Fujita Katsumi、Suzuki Nao、Lee Khee-Gan、Momose Rieko、Mukae Shiro、Liang Yongming、Kashikawa Nobunari、Ouchi Masami、Silverman John D.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 914 号: 1 ページ: 66-66
  • DOI: 10.3847/1538-4357/abfa16
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The HST See Change Program. I. Survey Design, Pipeline, and Supernova Discoveries* (2021)
  • 著者名/発表者名: Hayden Brian、Rubin David、Boone Kyle et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 912 号: 2 ページ: 87-87
  • DOI: 10.3847/1538-4357/abed4d
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Twins Embedding of Type Ia Supernovae. II. Improving Cosmological Distance Estimates (2021)
  • 著者名/発表者名: Boone K.、Aldering G.、Antilogus P.、Aragon C.、Bailey S. et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 912 号: 1 ページ: 71-71
  • DOI: 10.3847/1538-4357/abec3b
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Twins Embedding of Type Ia Supernovae. I. The Diversity of Spectra at Maximum Light (2021)
  • 著者名/発表者名: Boone K.,Aldering G.,Antilogus P.,Aragon C.,Bailey S et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 912 号: 1 ページ: 70-70
  • DOI: 10.3847/1538-4357/abec3c
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Constraints on the Rate of Supernovae Lasting for More Than a Year from Subaru/Hyper Suprime-Cam (2021)
  • 著者名/発表者名: Moriya Takashi J.、Jiang Ji-an、Yasuda Naoki、Kokubo Mitsuru、Kawana Kojiro、Maeda Keiichi、Pan Yen-Chen、Quimby Robert M.、Suzuki Nao、Takahashi Ichiro、Tanaka Masaomi、Tominaga Nozomu、Nomoto Ken’ichi、Cooke Jeff、Galbany Lluis、Gonzalez-Gaitan Santiago、Lee Chien-Hsiu、Pignata Giuliano
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 908 号: 2 ページ: 249-249
  • DOI: 10.3847/1538-4357/abcfc0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Photometric classification of Hyper Suprime-Cam transients using machine learning (2020)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Ichiro、Suzuki Nao、Yasuda Naoki、Kimura Akisato、Ueda Naonori、Tanaka Masaomi、Tominaga Nozomu、Yoshida Naoki
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 72 号: 5 ページ: 22-22
  • DOI: 10.1093/pasj/psaa082
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dual Supermassive Black Holes at Close Separation Revealed by the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program (2020)
  • 著者名/発表者名: Silverman J.D., Tang S., Lee K.-G., T. Hartwig, A. Goulding, M.A. Strauss, M. Schramm, X. Ding, R. Riffel, S. Fujimoto, C. Hikage, M. Imanishi, K. Iwasawa, K. Jahnke, I. Kayo, N. Kashikawa, T. Kawaguchi, 他16名
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 899 号: 2 ページ: 154-154
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aba4a3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Three-dimensional Distribution Map of H i Gas and Galaxies around an Enormous Lyα Nebula and Three QSOs at z = 2.3 Revealed by the H i Tomographic Mapping Technique (2020)
  • 著者名/発表者名: Mukae S., Ouchi M., Cai Z., Lee K-G., and 20 coauthors including Suzuki, Nao
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 896 号: 1 ページ: 45-45
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab8db7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The SNEMO and SUGAR Companion Data Sets (2020)
  • 著者名/発表者名: Aldering G.、Antilogus P.、Aragon C. and 41 coauthors including Suzuki, Nao
  • 雑誌名: Research Notes of the AAS 巻: 4 号: 5 ページ: 63-63
  • DOI: 10.3847/2515-5172/ab8fa5
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Strong dependence of Type Ia supernova standardization on the local specific star formation rate (2020)
  • 著者名/発表者名: Rigault M., Brinnel V., Aldering G., Antilogus P. and 39 coauthors including Suzuki, Nao
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 644 ページ: 176-176
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201730404
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著