天体重力波の光学赤外線対応現象の探索

2013 年度 実績報告書

• 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: 24103003
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 吉田 道利 広島大学, 宇宙科学センター, 教授 (90270446)
• 研究分担者: 太田 耕司 京都大学, 理学研究科, 教授 (50221825) ; 柳澤 顕史 国立天文台, 岡山天体物理観測所, 助教 (90311183) ; 本原 顕太郎 東京大学, 理学系研究科, 准教授 (90343102)
• 研究期間 (年度): 2012-06-28 – 2017-03-31
• キーワード: 光学赤外線天文学 / 電波天文学 / 重力波天体 / 突発天体 / 天文観測装置開発

研究実績の概要

以下の装置開発を行った。木曽シュミット超広視野CMOSカメラの基礎開発として、業務用大型CMOSセンサのノイズ及び感度の評価を行った。性能評価から明らかになった問題点を改善した業務用大型CMOSセンサを木曽シュミット望遠鏡に取り付け、試験観測を行い、CCDに劣らない感度・測光精度が得られ、天文観測として十分に使用に耐えうることを実証した。近赤外広視野カメラOAOWFCの光学系の調整を実施し、星像劣化の主要な原因となっていた主鏡光軸の主鏡物理中心からのズレを修正した。観測効率向上のために主鏡面に保護膜付コートを施した。PCとストレージを購入し、OAOWFCのデータ解析パイプライン実行環境と観測データの保存環境を構築した。京大3.8m望遠鏡用面分光ユニットの装置詳細設計を行い、望遠鏡への装着方法および分光器への接続方法を決定した。マイクロレンズアレイの購入、ファイバーバンドルの製作等を行い、試験観測を進める準備を終えた。中国50cm望遠鏡を製作し、広島大学かなた望遠鏡に同架して試験観測を始めた。この望遠鏡に搭載する可視三色同時カメラの設計を行い、検出器として用いる高性能冷却CCDカメラを2台購入した。
重力波アラートに対応するため、位置誤差の大きなアラートに対して効率的な探査を行うシステムを、木曾観測所の超新星探査計画KISS近傍超新星サーベイ（KISSプロジェクト）で開発されたデータ解析パイプラインを基に開発した。
miniTAO望遠鏡、木曽シュミット望遠鏡で超新星探査を行った。重力波対応天体の候補として期待されるガンマ線バーストの可視即時観測を広島大学1.5mかなた望遠鏡と広視野偏光撮像器HOWPolを用いて、これまでに引き続き行った。これまでに計14個のガンマ線バーストの観測を実施し、うち8個で可視残光を同定し、2個で偏光を測定することができた。

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

平成25年度も、前年度に引き続き重力波天体の光赤外対応現象探索体制を整えるため、さまざまな装置開発に重点を置いて研究を行った。各装置開発は年度当初に設定した開発目標をほぼ達成している。唯一、50cm望遠鏡の三色カメラの製作が遅れたが、これは年度途中で光学系設計のやり直しを行い、より高性能を目指したものであり全体計画にとっては大きな支障ではない。
同時並行して推進している突発天体の観測研究においては、木曽観測所における超新星探査計画KISSが定常運用状態に入り、広島大学のかなた望遠鏡、東大のminiTAO望遠鏡との共同観測も進展した。かなた望遠鏡では複数のガンマ線バーストに対して偏光観測を実施することに成功している。木曽観測所において、重力波対応天体を探索する準備として変光天体探索パイプラインソフトウェアも開発され、実際にガンマ線バーストに対してこれを試験的に用いて性能評価も行った。山口大学の32m電波望遠鏡も順調に成果を挙げている。グループ全体で、突発天体研究に関して20本の査読論文を出版しており、十分な科学的成果があがっていると判断される。
以上をもって、計画は「おおむね順調に進展している」と自己評価した。

今後の研究の推進方策

以下の取り組みを通して、重力波天体の光赤外対応現象の探索システムの構築を進めるとともに、既存の望遠鏡群を用いて光赤外電波における突発天体の観測的研究を推進していく。
木曽観測所超広視野CMOSカメラのデュワー設計・製作、CMOSセンサーの読み出しシステムの新たな開発を行い、単チップでの性能評価を進める。KWFCを用いたKISSサーベイを継続する。miniTAO望遠鏡による近傍銀河及び星形成領域の近赤外線観測を進め、ダストにうもれた超新星サーベイと超新星候補天体の探査を行う。
京大3.8m望遠鏡用面分光ユニットを、岡山天体物理観測所188cm望遠鏡に取り付けて試験観測を実施し、性能評価を行う。
近赤外線広視野カメラOAOWFCの定常観測を継続し、観測データのパイプライン自動処理の試験を実施する。並行して2K×2K検出器の読み出しシステムを開発し、試験を行う。
50cmロボット望遠鏡および可視三色同時カメラの性能評価試験を行い、中国に輸送する準備を整える。中国国内事情により輸送が大幅に遅れる見込みとなれば、国内設置も含めて対応を検討する。

研究成果

• [雑誌論文] Statistical Properties of Multi-epoch Spectral Variability of SDSS Stripe 82 Quasars (2014)
  • 著者名/発表者名: Kokubo, M., Morokuma, T., Minezaki, T., Doi, M., Kawaguchi, T., Sameshima, H., and Koshida, S.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 783 ページ: 46
  • DOI: 10.1088/0004-637X/783/1/46
  • 査読あり
• [雑誌論文] IRSF SIRIUS JHKs Simultaneous Transit Photometry of GJ 1214b (2013)
  • 著者名/発表者名: Narita, N., Nagayama, T., Suenaga, T., Fukui, A., Ikoma, M., Nakajima, Y., Nishiyama, S., and Tamura, M.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 65 ページ: 27
  • DOI: 10.1093/pasj/65.2.27
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-Ray and Optical Monitoring of a Gamma-Ray-Emitting Radio Galaxy, NGC 1275 (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, S., Fukazawa, Y., Sasada, M., Itoh, R., Nishino, S., Takahashi, H., Takaki, K., Kawabata, K. S., Yoshida, M., and Uemura, M.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 65 ページ: 30
  • DOI: 10.1093/pasj/65.2.30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photopolarimetric Monitoring of the Blazar BL Lac in the Optical and Near-Infrared Bands: Decay of the Long-Lived Component (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakimoto, K., Uemura, M., Sasada, M., Kawabata, K. S., Fukazawa, Y., Yamanaka, M., Itoh, R., Ohsugi, T., Yoshida, M., Akitaya, H., Sato, S., and Kino, M.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 65 ページ: 35
  • DOI: 10.1093/pasj/65.2.35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dense Optical and Near-infrared Monitoring of CTA 102 during High State in 2012 with OISTER: Detection of Intra-night "Orphan Polarized Flux Flare" (2013)
  • 著者名/発表者名: Itoh, R., Fukazawa, Y., Tanaka, Y. T., Akitaya, H., Arai, A., Hayashi, M., Izumiura, H., Kawabata, K. S., Kawai, N., Kuroda, D., Miyanoshita, R., Moritani, Y., Morokuma, T., Nagayama, T., Ohsugi, T., Takaki, K., Uemura, M., and Yoshida, M.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 768 ページ: L24
  • DOI: 10.1088/2041-8205/768/2/L24
  • 査読あり
• [雑誌論文] Paschen alpha; Observations of Be Stars Toward the SMC Cluster NGC 330nary axisymmetric self-gravitating barotropes under the ideal MHD approximation: clear examples - toroidal configurations (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, T., Motohara, K., Tateuchi, K., Matsunaga, N., Ita, Y., Toshikawa, K., Konishi, M., Kato, N., and Yoshii, Y.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 65 ページ: 55
  • DOI: 10.1093/pasj/65.3.55
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical-to-near-infrared Simultaneous Observations for the Hot Uranus GJ3470b: A Hint of a Cloud-free Atmosphere (2013)
  • 著者名/発表者名: Fukui, A., Narita, N., Kurosaki, K., Ikoma, M., Yanagisawa, K., Kuroda, D., Shimizu, Y., Takahashi, Y. H., Ohnuki, H., Onitsuka, M., Hirano, T., Suenaga, T., Kawauchi, K., Nagayama, S., Ohta, K., Yoshida, M., Kawai, N., and Izumiura, H.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 770 ページ: 95
  • DOI: 10.1088/0004-637X/770/2/95
  • 査読あり
• [雑誌論文] Active Galactic Nucleus and Extended Starbursts in a Midstage Merger VV 114 (2013)
  • 著者名/発表者名: Iono, D., Saito, T., Yun, M. S., Kawabe, R., Espada, D., Hagiwara, Y., Imanishi, M., Izumi, T., Kohno, K., Motohara, K., Nakanishi, K., Sugai, H., Tateuchi, K., Tamura, Y., Ueda, J., and Yoshii, Y.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 65 ページ: L7
  • DOI: 10.1093/pasj/65.3.L7
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Arches cluster out to its tidal radius: dynamical mass segregation and the effect of the extinction law on the stellar mass function (2013)
  • 著者名/発表者名: Habibi, M., Stolte, A., Brandner, W., Husmann, B., and Motohara, K.
  • 雑誌名: Astronomy and Astrophysics 巻: 556 ページ: A26
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201220556
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integral Field Spectroscopy of Supernova Explosion Sites: Constraining the Mass and Metallicity of the Progenitors. I. Type Ib and Ic Supernovae (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuncarayakti, H., Doi, M., Aldering, G., Arimoto, N., Maeda, K., Morokuma, T., Pereira, R., Usuda, T., and Hashiba, Y.
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 146 ページ: 30
  • DOI: 10.1088/0004-6256/146/2/30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integral Field Spectroscopy of Supernova Explosion Sites: Constraining the Mass and Metallicity of the Progenitors. II. Type II-P and II-L Supernovae (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuncarayakti, H., Doi, M., Aldering, G., Arimoto, N., Maeda, K., Morokuma, T., Pereira, R., Usuda, T., and Hashiba, Y.
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 146 ページ: 31
  • DOI: 10.1088/0004-6256/146/2/31
  • 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., Yamanaka, M., Maeda, K., Tanaka, M., Akitaya, H., Fukazawa, Y., Itoh, R., Kinugasa, K., Moritani, Y., Ohsugi, T., Sasada, M., Uemura, M., Ueno, I., Ui, T., Urano, T., Yoshida, M., and Nomoto, K., A
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 772 ページ: L17
  • DOI: 10.1088/2041-8205/772/2/L17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-color Transit Photometry of GJ 1214b through BJHKs Bands and a Long-term Monitoring of the Stellar Variability of GJ 1214 (2013)
  • 著者名/発表者名: Narita, N., Fukui, A., Ikoma, M., Hori, Y., Kurosaki, K., Kawashima, Y., Nagayama, T., Onitsuka, M., Sukom, A., Nakajima, Y., Tamura, M., Kuroda, D., Yanagisawa, K., Hirano, T., Kawauchi, K., Kuzuhara, M., Ohnuki, H., Suenaga, T., Takahashi, Y.~H., Izumiura, H., Kawai, N., and Yoshida, M.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 773 ページ: 144
  • DOI: 10.1088/0004-637X/773/2/144
  • 査読あり
• [雑誌論文] Planetary Companions to Three Evolved Intermediate-Mass Stars: HD 2952, HD 120084, and omega Serpentis (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato, B., Omiya, M., Harakawa, H., Liu, Y.-J., Izumiura, H., Kambe, E., Takeda, Y., Yoshida, M., Itoh, Y., Ando, H., Kokubo, E., and Ida, S.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 65 ページ: 85
  • DOI: 10.1093/pasj/65.4.85
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Cosmic BPT Diagram: Confronting Theory with Observations (2013)
  • 著者名/発表者名: Kewley, L. J., Maier, C., Yabe, K., Ohta, K., Akiyama, M., Dopita, M. A., and Yuan, T.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 774 ページ: L10
  • DOI: 10.1088/2041-8205/774/1/L10
  • 査読あり
• [雑誌論文] OAO/MITSuME Photometry of Dwarf Novae. I. SU Ursae Majoris (2013)
  • 著者名/発表者名: Imada, A., Izumiura, H., Kuroda, D., Yanagisawa, K., Omodaka, T., Miyanoshita, R., Kawai, N., and Nogami, D.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 65 ページ: 87
  • DOI: 10.1093/pasj/65.4.87
  • 査読あり
• [雑誌論文] Minute-scale Rapid Variability of the Optical Polarization in the Narrow-line Seyfert 1 Galaxy PMN J0948+0022 (2013)
  • 著者名/発表者名: Itoh, R., Tanaka, Y. T., Fukazawa, Y., Kawabata, K. S., Kawaguchi, K., Moritani, Y., Takaki, K., Ueno, I., Uemura, M., Akitaya, H., Yoshida, M., Ohsugi, T., Hanayama, H., Miyaji, T., and Kawai, N.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 775 ページ: L26
  • DOI: 10.1088/2041-8205/775/1/L26
  • 査読あり
• [雑誌論文] Properties of Newly Formed Dust Grains in the Luminous Type IIn Supernova 2010jl (2013)
  • 著者名/発表者名: Maeda, K., Nozawa, T., Sahu, D. K., Minowa, Y., Motohara, K., Ueno, I., Folatelli, G., Pyo, T. S., Kitagawa, Y., Kawabata, K. S., Anupama, G. C., Kozasa, T., Moriya, T. J., Yamanaka, M., Nomoto, K., Bersten, M., Quimby, R., and Iye, M.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 776 ページ: 5
  • DOI: 10.1088/0004-637X/776/1/5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-wavelength Studies of Spectacular Ram Pressure Stripping of a Galaxy: Discovery of an X-Ray Absorption Feature (2013)
  • 著者名/発表者名: Gu, L., Yagi, M., Nakazawa, K., Yoshida, M., Fujita, Y., Hattori, T., Akahori, T., and Makishima, K.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 777 ページ: L36
  • DOI: 10.1088/2041-8205/777/2/L36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-wavelength Studies of Spectacular Ram-pressure Stripping of a Galaxy. II. Star Formation in the Tail (2013)
  • 著者名/発表者名: Yagi, M., Gu, L., Fujita, Y., Nakazawa, K., Akahori, T., Hattori, T., Yoshida, M., and Makishima, K.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 778 ページ: 91
  • DOI: 10.1088/0004-637X/778/2/91
  • 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 (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka, M., Maeda, K., Kawabata, M., Tanaka, M., Takaki, K., Ueno, I., Masumoto, K., Kawabata, K.~S., Itoh, R., Moritani, Y., Akitaya, H., Arai, A., Honda, S., Nishiyama, K., Kabashima, F., Matsumoto, K., Nogami, D., and Yoshida, M.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 782 ページ: L35
  • DOI: 10.1088/2041-8205/782/2/L35
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] ３つのGRBの早期可視残光における偏光のアッパーリミット (2014)
  • 著者名/発表者名: 川端弘治、高木勝俊、他
  • 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
  • 年月日: 2014-03-19 – 2014-03-22
• [学会発表] 重力波源天体の可視光分光フォローアップ観測計画 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松林和也、太田耕司、他
  • 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
  • 年月日: 2014-03-19 – 2014-03-22
• [学会発表] Optical-infrared telescope network for follow-up observation of gravitational wave transients in Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, M.
  • 学会等名: Japan-China Collaboration on Tibet Site Survey
  • 発表場所: National Astronomical Observatories of China, China
  • 年月日: 2014-03-04 – 2014-03-04
  • 招待講演
• [学会発表] Optical-infrared telescope network for follow-up observation of gravitational wave transients in Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, M.
  • 学会等名: The Fifth Japan-Korea Joint KAGRA Workshop
  • 発表場所: Seoul National University, Korea
  • 年月日: 2013-11-30 – 2013-11-30
  • 招待講演
• [学会発表] HiNOTORI: Hiroshima 50cm telescope project in Tibet area (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, M.
  • 学会等名: 9th East Asian Meeting on Astronomy
  • 発表場所: National Central University, Taiwan
  • 年月日: 2013-10-17 – 2013-10-17
• [学会発表] 岡山天体物理観測所・近赤外広視野カメラの試験観測2 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柳澤顕史,清水康広,他
  • 学会等名: 日本天文学会2013年秋季年会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2013-09-10 – 2013-09-12
• [学会発表] 4-year optical-infrared photometric and polarimetric behaviors of a gamSGMAP project: Search for Galactic Magnetic field by All-sky Polarization surveyma-ray blazar 3C 454.3 (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, M.
  • 学会等名: Medium-Size Telescope Science Workshop
  • 発表場所: Kumming, China
  • 年月日: 2013-06-24 – 2013-06-24
• [備考] HinOTORIプロジェクト
  • URL: http://hinotori.hiroshima-u.ac.jp/
• [備考] 新学術領域研究・計画研究A02「天体重力波の光学赤外線対応現象の探索」
  • URL: http://jgem.hiroshima-u.ac.jp/