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2014 年度 実績報告書

IRSF1.4m望遠鏡の最新データを用いたLSP現象の変光原因の解明

研究課題

研究課題/領域番号 14J05091
研究機関東北大学

研究代表者

高山 正輝  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
キーワード恒星物理学 / 赤色巨星 / 変光星
研究実績の概要

これまでの研究でlong secondary period(LSP)のサイクルに伴って赤色巨星の「色」が周期的に変動していることを可視、近赤外の観測データの解析から明らかにすることができた。その様子は、星が暗くなるに従って色は「赤く」なる、という脈動変光星に見られる性質に似ていた。しかしM型星と呼ばれる星の表面で酸素の含有量の多い星に限って、近赤外波長域のJ-K colorでこれとは逆の振る舞い、すなわち暗くなるに従って「青く」なることを初めて発見した。これは本研究の根幹であるIRSFのデータを使ったことで可能になった発見と言える。このようなLSP現象で見られた天体の「色」の変動を説明するため、二つのモデルを考えた。一つは星周ダストの周期的な生成による減光によって説明を試みるモデル、もう一つは星表面の巨大な黒点によってLSP星の減光と色の変動の説明を試みるモデルである。星周ダストについては先行研究でその存在が示唆されていた。しかし理論的な計算からダストによる減光ではLSP現象を十分に説明出来なかった。LSP星には前述のM型星の他に、炭素の含有量が多い炭素星が見つかっている。巨大黒点のモデルはこの炭素星の変光をうまく説明できた。しかしM型星についてはこのモデルで説明が出来なかった。そのためLSP現象は上の2つとは異なる別の物理現象によるものかもしれない。以上の結果は査読論文(Takayama et al., 2015, MNRAS, 448, 464-483)として出版された。

現在までの達成度 (区分)
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

本研究の着眼点の一つであるIRSF/SIRIUS cameraで得られた新しい観測データの解析が進みつつある。解析の終わったデータをOGLEのデータと組み合わせることでLSP星の「色」の変化を調べるという研究の重要な目的に迫りつつある。IRSFのデータはLSP星についてこれまで知られていなかった多くの観測的事実を与えてくれた。また、これらの観測結果と比較するため2つの理論的なモデルを検証した。今回試した2つのモデルはLSPを説明するためには矛盾があることがわかり、LSP現象を説明する仮説の第一候補からはずすことに貢献した。これらの結果は学術論文として今年度出版することができた。これらはおおむね研究計画の通りである。

今後の研究の推進方策

引き続きLSP現象に伴う天体の「色」の変化に着目して研究を進める予定である。一方で、これまでの研究で明らかになった事実からIRSFやOGLE以外の別の観測データを組み合わせることで、色の変動の原因に迫れるかもしれない。そのような観測データが存在しないか探って行く。また当初の計画にある通り、LSPを説明するための理論モデル、仮説の提唱・検討に励む。一年目の研究結果として「星周ダストによる減光」「黒点による減光」はLSPの変光を説明するには適当ではないことがわかって来た。現在は斉尾英行氏、ピーター・ウッド氏、板由房氏とともに、星の脈動の理論に則ってLSPの変光周期と同じくらい長い周期の脈動周期を実現する脈動モードが存在するか否かを検証することを計画中である。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Using broad-band photometry to examine the nature of long secondary periods in red giants2015

    • 著者名/発表者名
      M. Takayama., P. R. Wood., Y. Ita
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 448 ページ: 464-483

    • DOI

      10.1093/mnras/stv002

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 長期多色測光観測から見た AGB 星の Long Secondary Period(LSP) 問題2014

    • 著者名/発表者名
      高山正輝、板由房、P. R. Wood
    • 学会等名
      天文学会・2014年秋季年会
    • 発表場所
      山形県山形市
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-11
  • [学会発表] A testing of the dust shell model for Long Secondary Period of AGB stars2014

    • 著者名/発表者名
      M. Takayama., P. R. Wood., Y. Ita
    • 学会等名
      Why Galaxies Care About AGB Stars III
    • 発表場所
      ウィーン(オーストリア)
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-08-01

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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