メタノールメーザー高頻度観測による、大質量星形成時の質量降着率の時間変動の解明

• 研究領域: 新しい星形成論によるパラダイムシフト：銀河系におけるハビタブル惑星系の開拓史解明
• 研究課題/領域番号: 21H00032
• 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: 茨城大学
• 研究代表者: 米倉 覚則 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (90305665)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 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: 大質量星形成 / メタノールメーザー / アクリーションバースト / 質量降着率 / 高頻度モニター観測

研究開始時の研究の概要

本研究では、大質量形成時の非定常的な降着率の増加に伴う増光「アクリーション・バースト」の候補現象の検出に最適であると考えられている 6.7 GHz メタノールメーザーを用い、メーザー源の強度モニター観測を日本から観測可能な全てのメーザー源に対して2日に1回以上の高頻度で行う事により、増光を見落とす事なく、いち早く捉えアラートを出す。この事により、「アクリーション・バースト」の発生頻度・増光継続期間・降着率の変動率・普遍性について知見を得る。

研究実績の概要

本研究では、大質量形成時の非定常的な降着率の増加に伴う増光「アクリーション・バースト」の候補現象の検出に最適であると考えられている 6.7 GHz メタノールメーザーを用い、メーザー源の強度モニター観測を日本から観測可能な全てのメーザー源に対して2日に1回以上の高頻度で行う事により、増光を見落とす事なく、いち早く捉えアラートを出す。この事により、「アクリーション・バースト」の発生頻度・増光継続期間・降着率の変動率・普遍性について知見を得る。
我々が、2012年末から日立 32-m 電波望遠鏡を用いて継続している 6.7 GHz メタノールメーザー源の長期高頻度モニター観測により、バースト発生以前の変動性に基づいて観測ターゲットを絞り込む事は難しい事が分かった。つまり、日本から観測可能な約 450 天体全てに対して、変動を見落とさないよう高頻度 (2日に1回以上の頻度) で観測する必要がある点が明らかになった。
そこで令和4年度には、高萩 32-m 電波望遠鏡において従来は片偏波のみの記録を行なっていたところを、両偏波同時に記録できるようにした。また、観測に用いるパソコンを新しいものに交換するとともに、同パソコンで観測制御ソフトが動作するよう開発を行った。これらによりデータ処理に要する時間を短縮した。また、日立 32-m 電波望遠鏡および高萩 32-m 電波望遠鏡の 2 台を用いて、約 450 天体全てに対する高頻度 (2日に1回以上の頻度) モニター観測を実施した。
その結果、2天体 (G11 および G36 という天体) に対して「アクリーション・バースト」の候補現象、すなわち急激な強度上昇を検出し、世界的なフォローアップ観測網 Maser Monitoring Organization (M2O) に速報を流した。

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。

研究成果

• [雑誌論文] A Keplerian disk with a four-arm spiral birthing an episodically accreting high-mass protostar (2023)
  • 著者名/発表者名: R.A. Burns, Y. Uno, N. Sakai, J. Blanchard, Z. Fazil, G. Orosz, Y. Yonekura, Y. Tanabe, K. Sugiyama, T. Hirota, Kee-Tae Kim, A. Aberfelds, A.E. Volvach, A. Bartkiewicz, A. Caratti o Garatti, A.M. Sobolev, B. Stecklum, C. Brogan, C. Phillips, D.A. Ladeyschikov, D. Johnstone, G. Surcis, G.C. MacLeod, et al. (全37人)
  • 雑誌名: Nature Astronomy 巻: 未定 号: 5 ページ: 557-568
  • DOI: 10.1038/s41550-023-01899-w
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The evolution of the H2O maser emission in the accretion burst source G358.93-0.03 (2022)
  • 著者名/発表者名: O.S. Bayandina, C.L. Brogan, R.A. Burns, A. Caratti o Garatti, J.O. Chibueze, S.P. van den Heever, S.E. Kurtz, G.C. MacLeod, L. Moscadelli, A.M. Sobolev, K. Sugiyama, I.E. Val’tts, and Y. Yonekura
  • 雑誌名: Astron. Astrophys. 巻: 664 ページ: A44-A44
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202244089
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mid-Infrared and Maser Flux Variability Correlation in Massive Young Stellar Object G036.70+00.09 (2022)
  • 著者名/発表者名: M. Uchiyama, K. Ichikawa, K. Sugiyama, Y. Tanabe and Y. Yonekura
  • 雑誌名: Astrophys. J. 巻: 936 号: 1 ページ: 31-31
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac866e
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Two periods instead of one in a single 6.7 GHz methanol maser feature in G9.62+0.20E (2022)
  • 著者名/発表者名: G. C. MacLeod, Y. Yonekura, Y. Tanabe, W. A. Baan, C. L. Brogan, R. A. Burns, J. O. Chibueze, M. Houde, T. R. Hunter, S. E. Kurtz, F. Rajabi, D. P. Smits, B. Stecklum, and K. Sugiyama
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters 巻: 516 号: 1 ページ: L96-L100
  • DOI: 10.1093/mnrasl/slac083
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Millimeter methanol emission in the high-mass young stellar object G24.33+0.14 (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirota Tomoya、Wolak Pawel、Hunter Todd R and 47 authors
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 74 号: 5 ページ: 1234-1262
  • DOI: 10.1093/pasj/psac067
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A flare of 6.668 GHz methanol maser in G36.115+0.552 (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Tanabe and Yoshinori Yonekura
  • 雑誌名: The Astronomer's Telegram 巻: なし ページ: 15680-15680
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Recent updates on the Maser Monitoring Organisation (2022)
  • 著者名/発表者名: R.A. Burns, A. Kobak, A. Caratti o Garatti, A. Tolmachev, A. Volvach, A. Alakoz, A. Wootten, A. Bisyarina, A. Dzodzomenyo, A. Sobolev, A. Bartkiewicz, A. Aberfelds, B. Stecklum, B. Kramer, C. Macdonald, C. Cyganowski, C. Paco, C. Garcia Miro, C.L. Brogan, D. Li, D. Smits, D. Engels, Y. Yonekura (82人中79番目)
  • 雑誌名: Proceedings of Science 巻: 399 ページ: 019-019
  • DOI: 10.22323/1.399.0019
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Multitransition Methanol Maser Study of the Accretion Burst Source G358.93-0.03-MM1 (2022)
  • 著者名/発表者名: Bayandina O. S.、Brogan C. L.、Burns R. A.、Chen X.、Hunter T. R.、Kurtz S. E.、MacLeod G. C.、Sobolev A. M.、Sugiyama Koichiro (9番目)、Val’tts I. E.、Yonekura Y.
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 163 号: 2 ページ: 83-98
  • DOI: 10.3847/1538-3881/ac42d2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular line search towards the flaring 6.7-GHz methanol masers of G24.33+0.13 and G359.62-0.24: rare maser transitions detected (2021)
  • 著者名/発表者名: McCarthy T P、Orosz G、Ellingsen S P、Breen S L、Voronkov M A、Burns R A、Olech M、Yonekura Y、Hirota T、Hyland L J、Wolak P
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 509 号: 2 ページ: 1681-1689
  • DOI: 10.1093/mnras/stab3040
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 大質量星形成領域 G24.33+0.14 におけるミリ波メタノール輝線の増光 (2023)
  • 著者名/発表者名: 廣田朋也、砂田和良 、BURNS Ross A. (国立天文台)、金美京 (大妻女子大学)、元木業人 (山口大学)、 杉山孝一郎 (タイ国立天文学研究所)、米倉覚則 (茨城大学)、Maser Monitoring Organization (M2O)
  • 学会等名: 日本天文学会2023年春季年会
• [学会発表] 高萩・日立 32 m 電波望遠鏡の整備運用・状況 2023A (2023)
  • 著者名/発表者名: 米倉覚則, 田辺義浩, 森泉怜, 百瀬宗武 (茨城大), 知念翼, 孫赫陽, 抱江柊利, 小川英夫 (大阪公大), 清 水祐亮, 元木業人, 新沼浩太郎, 藤沢健太 (山口大), 須藤広志 (岐阜大), 久野成夫 (筑波大), 中川亜紀 治 (鹿児島大), 本間希樹, 小林秀行 (国立天文台), 他 JVN 関係者, 近藤哲朗
  • 学会等名: 日本天文学会2023年春季年会
• [学会発表] Detection of the longest periodic variability in 6.7 GHz methanol masers with iMet (2023)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Tanabe and Yoshinori Yonekura (Ibaraki U.)
  • 学会等名: International Astronomical Union Symposium 380: Cosmic Masers: Proper Motion toward the Next-Generation Large Projects
  • 国際学会
• [学会発表] High-cadence 6.7 GHz methanol maser monitoring observations by Hitachi 32-m radio telescope (2023)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Yonekura, Yoshihiro Tanabe, and Ren Moriizumi (Ibaraki U.)
  • 学会等名: International Astronomical Union Symposium 380: Cosmic Masers: Proper Motion toward the Next-Generation Large Projects
  • 国際学会
• [学会発表] Hitachi and Takahagi 32-m radio telescopes: recent updates (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Yonekura, Yoshihiro Tanabe, Kenta Fujisawa, Kotaro Niinuma, Hideo Ogawa, Koichiro Sugiyama, Kazuhiro Takefuji, Mareki Honma, Hideyuki Kobayashi, and members of JVN
  • 学会等名: 2022 URSI-Japan Radio Science Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] eQ NRO45 observations of the G358.93-0.03 high-mass star forming region (2022)
  • 著者名/発表者名: Ross Burns et al. (19人中17番目)
  • 学会等名: 日本天文学会2022年秋季年会
• [学会発表] 周期的な強度変動を示す 6.7 GHz メタノールメーザーに対するなゆた望遠鏡を用いた近赤外線モニター観測 I (2022)
  • 著者名/発表者名: 田辺義浩, 米倉覚則（茨城大学）, 土橋一仁, 荒川琉嘉（東京学芸大学）, 岩田悠平（国立天文台）, 杉山孝一郎（タイ国立天文学研究所）, 内山瑞穂（宇宙航空研究開発機構）, 高山正輝（兵庫県立大学）
  • 学会等名: 日本天文学会2022年秋季年会
• [学会発表] 高萩 / 日立 32 m 電波望遠鏡の整備状況 2022B (2022)
  • 著者名/発表者名: 米倉覚則, 田辺義浩, 森泉怜, 百瀬宗武 (茨城大), 知念翼, 増井翔, 山崎康正, 孫赫陽, 抱江柊利, 小川英 夫 (大阪公大), 岡田望 (JAXA), 清水祐亮, 元木業人, 新沼浩太郎, 藤沢健太 (山口大), 須藤広志 (岐阜 大), 久野成夫 (筑波大), 中川亜紀治 (鹿児島大), 本間希樹, 小林秀行 (国立天文台), 他 JVN 関係者
  • 学会等名: 日本天文学会2022年秋季年会
• [学会発表] 高萩 / 日立 32 m 電波望遠鏡の整備状況 2022A (2022)
  • 著者名/発表者名: 米倉覚則, 田辺義浩, 岩田悠平, 岡田望, 伊藤美穂, 高木奏人, 永野稜大, 百瀬宗武, 知念翼, 増井翔, 山崎康正, 孫赫陽, 抱江柊利, 小川英夫, 元木業人, 新沼浩太郎, 藤沢健太, 須藤広志, 久野成夫, 中川亜紀治, 本間希樹, 小林秀行, 他大学間連携 VLBI group
  • 学会等名: 日本天文学会2022年春季年会
• [学会発表] 高萩 / 日立 32 m 電波望遠鏡の整備状況 2021B (2021)
  • 著者名/発表者名: 米倉覚則, 田辺義浩, 岩田悠平, 伊藤美穂, 高木奏人, 永野稜大, 百瀬宗武, 知念翼, 増井翔, 山崎康正, 小川英夫, 元木業人, 新沼浩太郎, 藤沢健太, 須藤広志, 久野成夫, 中川亜紀治, 本間希樹, 小林秀行, 他大学間連携 VLBI group
  • 学会等名: 日本天文学会2021年秋季年会
• [備考] Ibaraki 6.7 GHz class II methanol maser database
  • URL: http://vlbi.sci.ibaraki.ac.jp/iMet/