計画研究
中性子星合体からの熱的な電磁波放射(キロノバ)の計算に必要な原子データの精度の調査を行い、原子構造計算の不定性がキロノバの光度曲線に与える影響は10%程度であることを明らかにした。また、キロノバの多次元輻射輸送シミュレーションを行い、Dynamical ejectaとpost-merger ejectaの組み合わせでGW170817の観測がよく再現されることを明らかにした。中性子星と降着円盤からなる系の進化のニュートリノ輻射輸送及び粘性を考慮した数値相対論シミュレーションを行い、系からの放出物質の総量及び熱力学的特性を調べ、太陽質量の数%もの質量が放出されることを明らかにした。また、中性子星からのニュートリノの照射によって放出物質の中性子過剰率は下げられ、典型的には電子モル分率が0.3-0.4程度の高い値となることを明らかにした。LIGO/Virgo第三期観測(O3)に向けて、すばる望遠鏡HSCの観測計画作成スクリプトを更新した。また計算サーバーを甲南大学に導入し高速電波バーストの追観測データを用いて即時データ解析環境の整備・テストを行った。木曽広視野CMOSカメラTomo-e Gozenの開発を進め、カメラを構成する全4ユニットのうち3ユニットを完成させた。また、サーベイ画像データをリアルタイムに一次処理するパイプラインソフトウエアの開発し、突発現象を検出するソフトウエアを深層学習モデルを用いて構築した。なゆた望遠鏡の可視光分光器MALLSに組み入れる、高分散分光モードを開発した。中国・西チベットに設置したHinOTORI望遠鏡の駆動系・制御系の改修と調整を進め、可視3バンド観測が行えるようにした。口径1.5mかなた望遠鏡による重力波源候補の自動観測システムの整備を行い、アラートに応じて可視光・近赤外線の観測を行い、一次リダクションまで自動で済ませられるようにした。
2: おおむね順調に進展している
理論的研究(キロノバの多次元輻射輸送シミュレーション、中性子星合体の数値相対論シミュレーション)は順調に進展している。中性子星合体からの放出物質およびそこからの電磁波放射(キロノバ)に対して、原子核構造計算の不定性やニュートリノ照射などがどのように影響するのかを定量的に知ることに成功している。これらの成果によって、電磁波追跡観測や観測データの解釈に一定の指針が与えられるようになった。観測面では、すばる望遠鏡、木曽シュミット望遠鏡、なゆた望遠鏡、かなた望遠鏡、HinOTORI望遠鏡などの観測設備および観測装置の開発が進み、重力波望遠鏡LIGO/Virgoの第三期観測(O3)への対応準備がほぼ完成した。以上を総合して、研究はおおむね順調に進展していると自己評価する。
以下の二本の柱で研究を推進する。(1)数値相対論シミュレーションによる中性子星を含む合体現象からの電磁波放射の理論研究。本年度は前年度に引き続き、連星中性子星合体の数値相対論シミュレーションを行い、合体時に放出される中性子過剰物質の化学的・熱力学的性質を明らかにする。また、詳細な原子データを取り入れた輻射輸送シミュレーションを行い、GW170817および今後の重力波イベントで得られたスペクトルの解釈を行う。その上で、幾つかの連星パラメータでシミュレーションを行う。これらを総合して、将来の中性子星合体イベントの観測に備える。(2)J-GEMネットワークによる重力波源の電磁波対応天体の探査観測研究。2019年度からはLIGOおよびVirgoの第三期観測ランO3が行われる予定であるため、2018年度までに整備したJ-GEM観測システムを用いた追跡観測を行う。このため、計算機を購入し、国立天文台とのネットワークの高速化を実現することによりすばる望遠鏡 Hyper Suprime-Cam を用いた重力波源の光赤外対応天体の即時同定体制を整える。ハワイ観測所岡山分室の91cm望遠鏡を専有し、近赤外線による追跡観測を実施する。なゆた望遠鏡の可視光多目的観測装置WFGS2に偏光モードを開発する。また、木曽シュミット望遠鏡の超広視野CMOSカメラTomo-eを完成させる。これらの観測装置群を用いて、本年度は、複数の中性子星合体イベントの光赤外線対応天体の検出と追跡を目指す。
すべて 2019 2018 その他
すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (29件) (うち国際共著 14件、 査読あり 29件、 オープンアクセス 24件) 学会発表 (44件) (うち国際学会 30件、 招待講演 26件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)
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