超高頻度サーベイ観測による短時間突発天体の検出

• 研究領域: 重力波天体の多様な観測による宇宙物理学の新展開
• 研究課題/領域番号: 25103515
• 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: 国立天文台
• 研究代表者: 田中 雅臣 国立天文台, 理論研究部, 助教 (70586429)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014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); 2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 光学赤外線天文学 / 重力波天文学

研究実績の概要

当初の計画通り、東京大学木曽観測所の1mシュミット望遠鏡と広視野カメラKWFC (Kiso Wide Field Camera)を用いて、高頻度の突発天体サーベイをKiso Supernova Survey (KISS)を推進した。平成25年度から本格的な遠隔・自動観測の整備を始め、平成26年度後半の観測からは完全に自動でサーベイが実行された。平成26年度は約100晩の観測の結果、37天体の超新星爆発候補天体を発見し、そのうち9天体の分光同定に成功した。フォローアップ分光に成功した天体数は平成25年度に比べて2倍程度増加している。サーベイの戦略と、約２年間の初期成果をまとめた論文をPublication of Astronomical Society of Japanに投稿し、出版した。
また、高頻度の反復観測によって、特異な活動銀河核の短時間(~1日)変動を捉えた。すばる望遠鏡、国内の中小口径望遠鏡、さらにSwift衛星により追観測を行った結果、この天体が(1) 比較的軽いブラックホール質量(1E7太陽質量)をもつこと、(2)非常にradio loudであり(radio loudness parameter ~ 400-3000)、100kpcもの広がった電波の構造をもっていること、(3) Eddington光度に近いフラックスをもつことが分かった。これらの特徴から、この天体が急速に成長している途中のブラックホールをもち、かつ可視光の変動はジェットからの放射が原因であると解釈した。超新星の最初の瞬間（ショックブレイクアウト）を狙うサーベイ本来のターゲットではないものの、ユニークな高頻度の反復観測によって、新しい種類の現象が捉えられた例となった。この成果をまとめた論文をAstrophysical Journal Lettersに投稿し、出版した。

現在までの達成度 (段落)

26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

26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] Discovery of Dramatic Optical Variability in SDSS J1100+4421: A Peculiar Radio-loud Narrow-line Seyfert 1 Galaxy? (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, M., Morokuma, T., Itoh, R., Akitaya, H., Tominaga, N., Saito, Y., Stawarz, L., Tanaka, Y. T., Gandhi, P., Ali, G., Aoki, T., Contreras, C., Doi, M., Essam, A., Hamed, G., Hsiao, E. Y., Iwata, I., Kawabata, K. S., Kawai, N., Kikuchi, Y. et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 793 号: 2 ページ: 26-31
  • DOI: 10.1088/2041-8205/793/2/l26
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kiso Supernova Survey (KISS): Survey strategy (2014)
  • 著者名/発表者名: Morokuma, T., Tominaga, N., Tanaka, M., Mori, K., Matsumoto, E., Kikuchi, Y., Shibata, T., Sako, S., Aoki, T., Doi, M., Kobayashi, N., Maehara, H., Matsunaga, N., Mito, H., Miyata, T., Nakada, Y., Soyano, T., Tarusawa, K., Miyazaki, S., Nakata, F., et al.
  • 雑誌名: Publication of the Astronomical Society of Japan 巻: 66 号: 6 ページ: 1-16
  • DOI: 10.1093/pasj/psu105
  • NAID: 40020355740
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Optical and Near-infrared Polarimetry of Highly Reddened Type Ia Supernova 2014J: Peculiar Properties of Dust in M82 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawabata, K. S., ..., Nomoto, K. (11番目) et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 795 号: 1 ページ: L4-L4
  • DOI: 10.1088/2041-8205/795/1/l4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The red supergiant and supernova rate problems: implications for core-collapse supernova physics (2014)
  • 著者名/発表者名: Horiuchi, S, Nakamura, K, Takiwaki, T, Kotake, K, Tanaka, M
  • 雑誌名: MNRAS Letters 巻: 445 号: 1 ページ: L99-L103
  • DOI: 10.1093/mnrasl/slu146
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An upper limit to the energy of gamma-ray bursts indicates that GRB/SNe are powered by magnetars (2014)
  • 著者名/発表者名: Mazzali, P. A., MacFadyen, A., Woosley, S., Pian, E., Tanaka, M.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 443 号: 1 ページ: 67-71
  • DOI: 10.1093/mnras/stu1124
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diversity of GRB energetics vs. SN homogeneity: supernova 2013cq associated with the gamma-ray burst 130427A (2014)
  • 著者名/発表者名: Melandri, A., et al. (including Tanaka, M.)
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 567 ページ: A29-A29
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201423572
  • 査読あり
• [雑誌論文] RANDOM WALKS AND EFFECTIVE OPTICAL DEPTH IN R肌ATIVISTIC FLOW (2014)
  • 著者名/発表者名: Sanshiro Shibata, Nozomu Tominaga, Masaomi Tanaka
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 787 号: 1 ページ: L4-L4
  • DOI: 10.1088/2041-8205/787/1/l4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radioactively Powered Emission from Black Hole-Neutron Star Mergers (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka, K. Hotokezaka, K. Kyutoku, S. Wanajo, K. Kiuchi, Y. Sekiguchi, and M. Shibata
  • 雑誌名: Astrophysics Journal 巻: 780 号: 1 ページ: 31-40
  • DOI: 10.1088/0004-637x/780/1/31
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early-phase Photometry and Spectroscopy of Transitional Type Ia SN 2012ht : Direct Constraint on the Rise Time (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka, M., Kawabata, K.~S., et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 782 号: 2 ページ: 35-35
  • DOI: 10.1088/2041-8205/782/2/l35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiative Transfer Simulations for Neutron Star Merger Ejecta (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka and K. Hotokezaka
  • 雑誌名: Astrophysics Journal 巻: 775 号: 2 ページ: 113-129
  • DOI: 10.1088/0004-637x/775/2/113
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detectability of high-redshift superluminous supernovae with upcoming optical and near-infrared surveys -II. Beyond z=6 (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka, T. J. Moriya, N. Yoshida
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 435 号: 3 ページ: 2483-2493
  • DOI: 10.1093/mnras/stt1469
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early Ultraviolet/Optical Emission of The Type Ib SN 2008D (2013)
  • 著者名/発表者名: Bersten, M. C., Tanaka, M., Tominaga, N., Benvenuto, O. G., Nomoto, K.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 767 号: 2 ページ: 143-143
  • DOI: 10.1088/0004-637x/767/2/143
  • 査読あり
• [雑誌論文] SN 2009js at the Crossroads between Normal and Subluminous Type II P Supernovae : Optical and Mid-infrared Evolution (2013)
  • 著者名/発表者名: P. Gandhi, M. Yamanaka, M. Tanaka, T. Nozawa, K. S. Kawabata, I. Saviane, K. Maeda, T. J. Moriya, T. Hattori, M. Sasada, R. Itoh
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 767 号: 2 ページ: 166-166
  • DOI: 10.1088/0004-637x/767/2/166
  • 査読あり
• [雑誌論文] The very energetic, broad-lined type Ic Supernova 2010ah (PTF10bzf) in the context of GRB/SNe (2013)
  • 著者名/発表者名: Mazzali, P. A., Walker, E. S., Pian, E., Tanaka, M. , Corsi, A., Hattori, T., Gal-Yam, A.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 432 号: 3 ページ: 2463-2473
  • DOI: 10.1093/mnras/stt605
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Luminous and Fast-expanding Type Ib Supernova SN 2012au (2013)
  • 著者名/発表者名: Takaki, K., Kawabata, K.~S., Uemura, M., Yoshida, M., et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 772 号: 2 ページ: L17-L17
  • DOI: 10.1088/2041-8205/772/2/l17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Progenitor models of the electromagnetic transient associated with the s hort GRB 130603B (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hotokezaka, K. Kyutoku, M. Tanaka, K. Kiuchi, Y. Sekiguchi, M. Shibata, and S. Wanajo
  • 雑誌名: Astrophysics Journal 巻: 778 号: 1 ページ: 16-21
  • DOI: 10.1088/2041-8205/778/1/l16
  • 査読あり
• [学会発表] Time-Domain Science with Subaru/HSC and Gravitational Wave Objects (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, M.
  • 学会等名: The 3rd Workshop on Large Aperture Sub/mm Telescope in the ALMA Era
  • 発表場所: 国立天文台（東京都）
  • 年月日: 2015-03-10 – 2015-03-11
  • 招待講演
• [学会発表] Optical Transient Surveys for EM counterparts of GW Sources (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中雅臣
  • 学会等名: 「重力波天体の多様な観測による宇宙物理学の新展開」第３回シンポジウム
  • 発表場所: 広島大学（広島県）
  • 年月日: 2015-02-19 – 2015-02-21
• [学会発表] 突発天体観測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中雅臣
  • 学会等名: コンパクト連星合体からの重力波・電磁波放射とその周辺領域
  • 発表場所: 京都大学（京都府）
  • 年月日: 2015-02-12 – 2015-02-14
  • 招待講演
• [学会発表] 初代星超新星の検出に向けて (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中雅臣
  • 学会等名: 初代星・初代銀河研究会2015
  • 発表場所: 東北大学（宮城県）
  • 年月日: 2015-01-19 – 2015-01-21
  • 招待講演
• [学会発表] コンパクト連星合体のマルチメッセンジャー研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中雅臣
  • 学会等名: 第27回理論懇シンポジウム「理論天文学・宇宙物理学と境界領域」
  • 発表場所: 国立天文台（東京都）
  • 年月日: 2014-12-24 – 2014-12-26
  • 招待講演
• [学会発表] Supernova Science with Subaru/Hyper Suprime-Cam (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, M.
  • 学会等名: Chile-Japan Academic Forum in UTokyo "Astrophysics and Astronomical Instrumentation
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
  • 年月日: 2014-10-08 – 2014-10-09
• [学会発表] Electromagnetic Emission from Neutron Star Mergers (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, M.
  • 学会等名: Nuclear Physics and Astrophysics of Neutron-Star Mergers and Supernovae, and the Origin of R-Process Elements
  • 発表場所: Trento, Italy
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-12
  • 招待講演
• [学会発表] Transient Science with Hyper Suprime-Cam (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, M.
  • 学会等名: Synergy of HSC and Hiroshima CORE-U projects for Galaxy Cluster and Astronomical Transients
  • 発表場所: 広島大学（広島県）
  • 年月日: 2014-08-27
  • 招待講演
• [学会発表] Optical/Infrared Emission from Supernova and Kilonova (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中雅臣
  • 学会等名: 超新星・ガンマ線バースト研究会2014
  • 発表場所: 理化学研究所（埼玉県）
  • 年月日: 2014-08-25 – 2014-08-27
  • 招待講演
• [学会発表] 超新星爆発ショックブレイクアウトの検出に向けた突発天体の即時フォローアップ観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中雅臣
  • 学会等名: 2014年度岡山（光赤外）ユーザーズミーティング
  • 発表場所: 国立天文台（東京都）
  • 年月日: 2014-08-11 – 2014-08-12
• [学会発表] Time-Domain Science (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, M.
  • 学会等名: Thirty Meter Telescope Science Forum
  • 発表場所: Tucson, USA
  • 年月日: 2014-07-17 – 2014-07-19
  • 招待講演
• [学会発表] 重力波天体の分光観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中雅臣
  • 学会等名: TAO U-band カメラサイエンスワークショップ
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
  • 年月日: 2014-07-15
• [学会発表] Kiso Supernova Survey (KISS): 短時間変動するextremely radio-loud AGNの発見 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中雅臣
  • 学会等名: 木曽シュミットシンポジウム2014
  • 発表場所: 国立天文台（東京都）
  • 年月日: 2014-07-10 – 2014-07-11
• [学会発表] 広視野サーベイと連携した3.8m望遠鏡による突発天体観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中雅臣
  • 学会等名: 岡山3.8m新望遠鏡によるサイエンス・装置・運用ワークショップ
  • 発表場所: 国立天文台（東京都）
  • 年月日: 2014-05-22 – 2014-05-23
• [学会発表] Radioactively Powered Emission from Compact Binary Coalescences: Implications for Observing Strategies (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中雅臣
  • 学会等名: 2nd Symposium - New Development in Astrophysics through Multimessenger Observations of Gravitational Wave Sources
  • 発表場所: 東京工業大学（東京都）
• [学会発表] Optical Transient Survey: Prospects for Finding Electromagnetic Counterparts of Gravitational-Wave Sources (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中雅臣
  • 学会等名: 2nd Symposium - New Development in Astrophysics through Multimessenger Observations of Gravitational Wave Sources
  • 発表場所: 東京工業大学（東京都）
• [学会発表] 超新星爆発に見る大質量星連星進化の痕跡 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中雅臣
  • 学会等名: 「連星天文学」研究会
  • 発表場所: 京都大学（京都府）
  • 招待講演
• [学会発表] 重力波源の光学赤外線対応天体 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中雅臣
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回年次大会 宇宙線・宇宙物理領域、理論核物理領域合同シンポジウム
  • 発表場所: 東海大学（神奈川県）
  • 招待講演
• [学会発表] 「rプロセス新星」の輻射輸送シミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中雅臣、仏坂 健太、久徳 浩太郎、和南城 伸也、木内 建太、関口 雄一郎、柴田 大
  • 学会等名: 日本天文学会2014年春季年会
  • 発表場所: 国際基督教大学（東京都）
• [学会発表] Optical Emission from Neutron Star Merger (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, M.
  • 学会等名: Gravitational Waves - Revolution in Astronomy and Astrophysics
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Optical Transient Survey with Medium-Size Telescopes (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, M.
  • 学会等名: Medium-Size Telescope Science Workshop
  • 発表場所: Kunming, China
  • 招待講演
• [学会発表] Time Domain Science with TMT (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, M.
  • 学会等名: Thirty Meter Telescope Science Forum
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Radioactively Powered Emission from Neutron Star Merger (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, M.
  • 学会等名: Long-term Workshop on Supernovae and Gamma-Ray Bursts 2013
  • 発表場所: Kyoto, Japan
• [学会発表] Optical Observations of Extragalactic Supernovae (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, M.
  • 学会等名: Multi-Messengers from Core-Collapse Supernovae
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] 広視野サーベイ観測と連携した突発天体の即時観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中雅臣
  • 学会等名: 2013年度岡山ユーザーズミーティング
  • 発表場所: 倉敷市立美術館 (岡山県)
• [学会発表] 重力波天文学と連携した光赤外観測の提案 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中雅臣
  • 学会等名: 2013年度光赤天連シンポジウム「2020年代の光赤外天文学 - 将来計画の再構成」
  • 発表場所: 国立天文台（東京都）
• [学会発表] 連星中性子星合体からの可視光放射 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中雅臣、仏坂 健太
  • 学会等名: 日本天文学会2013年秋季年会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県）
• [備考] 中性子星合体からの電磁波放射
  • URL: http://4d2u.nao.ac.jp/t/var/download/index.php?id=NSMerger