X線分光を用いた大質量星の星風測定

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K17667
• 研究機関: 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 菅原 泰晴 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 招聘研究開発員 (80611425)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 宇宙物理 / 大質量星 / X線天文学 / 質量放出 / 恒星進化

研究実績の概要

本研究では、「大質量星の進化の理解」を目指し、大質量星の質量放出率を進化段階ごとに明らかにすることを目的としている。特に 、ウォルフ・ライエ (WR) 星という進化末期段階に注目し、X線分光観測を用いて、X線吸収量と光度の変化から大質量連星の質量放出率の測定を行う。

2年目は、昨年度に引き続き、3つの大質量連星(WR19、WR125、WR140)をターゲットとし、観測データの取得、データ解析を行った。SwiftとXMM-Newton衛星を用いた即応観測を積極的に実施し、取得したデータを解析した結果、WR19は近星点通過に伴うX線スペクトルの変動が初めて確認され、X線が受ける吸収量の変化から質量放出率に制限をかけることに成功した。また、WR125では初めてX線スペクトルを取得することができた。これらの観測結果は、国内学会(2017年9月、2018年3月)や国際学会(2017年6月)で報告し、論文を製作している。
また、国内外の共同研究者と定期的に会合を開催しており、観測計画やデータ解析手法について意見交換も行っている。上記のターゲットだけでなく、比較的連星周期の短い大質量連星(周期100日前後)の観測提案の作成・提出も行った。

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

3つの大質量連星(WR19、WR125、WR140)に関して、SwiftとXMM-Newton衛星を用いて順調にX線観測データを取得できている。また、新たに購入した解析用計算機を用いて詳細なデータ解析が進んでいる。

今後の研究の推進方策

引き続き、SwiftとXMM-Newton衛星を用いて精力的に観測データの収集に努める。また、これらの解析結果をもとに、各天体の質量放出率に制限をかけ、論文にまとめる。

次年度使用額が生じた理由

予定していたHDDの購入を次年度に持ち越したため。
次年度はHDDの購入、論文掲載料、国内外の研究会の旅費を主な経費として使用する予定である。

研究成果

• [国際共同研究] NASA/GSFC(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: NASA/GSFC
• [国際共同研究] エディンバラ大学/シェフィールド大学/リーズ大学(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: エディンバラ大学/シェフィールド大学/リーズ大学
• [国際共同研究] モントリオール大学(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: モントリオール大学
• [雑誌論文] The 7-year MAXI/GSC Source Catalog of the Low-Galactic-latitude Sky (3MAXI) (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Hori, M. Shidatsu, Y. Ueda, T. Kawamuro, M. Morii, S. Nakahira, N. Isobe, N. Kawai, T. Mihara, M. Matsuoka, T. Morita, M. Nakajima, H. Negoro, S. Oda, T. Sakamoto, M. Serino, M. Sugizaki, A. Tanimoto, H. Tomida, Y. Tsuboi, H. Tsunemi, S. Ueno, K. Yamaoka, Y. Sugawara et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Supplement Series 巻: 235 ページ: 7～7
  • DOI: 10.3847/1538-4365/aaa89c
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Atmospheric gas dynamics in the Perseus cluster observed with Hitomi (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuto Ichinohe, Shutaro Ueda, Ryuichi Fujimoto, Shota Inoue, Caroline A. Kilbourne, Tetsu Kitayama, Maxim Markevitch, Brian R. McNamara, Naomi Ota, Frederick S. Porter, Takayuki Tamura, Keigo Tanaka, Norbert Werner, Yasuharu Sugawara et al. (Hitomi Collaboration)
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: －
  • DOI: 10.1093/pasj/psx138
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Measurements of resonant scattering in the Perseus Cluster core with Hitomi SXS (2018)
  • 著者名/発表者名: Kosuke Sato, Irina Zhuravleva, Frits Paerels, Maki Furukawa, Masanori Ohno, Megan E. Eckart, Akihiro Furuzawa, Caroline A. Kilbourne, Maurice A. Leutenegger, Yasuharu Sugawara et al. (Hitomi Collaboration)
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: －
  • DOI: 10.1093/pasj/psx127
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Temperature structure in the Perseus cluster core observed with Hitomi (2018)
  • 著者名/発表者名: Shinya Nakashima, Kyoko Matsushita, Aurora Simionescu, Mark Bautz, Kazuhiro Nakazawa, Takashi Okajima, Noriko Yamasaki, Yasuharu Sugawara et al. (Hitomi Collaboration)
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: －
  • DOI: 10.1093/pasj/psy004
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Atomic data and spectral modeling constraints from high-resolution X-ray observations of the Perseus cluster with Hitomi (2018)
  • 著者名/発表者名: Makoto Sawada, Liyi Gu, Jelle Kaastra, Randall K. Smith, Adam R. Foster, Gregory V. Brown, Hirokazu Odaka, Hiroki Akamatsu, Takayuki Hayashi, Yasuharu Sugawara et al. (Hitomi Collaboration)
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: －
  • DOI: 10.1093/pasj/psx156
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hitomi observation of radio galaxy NGC1275: The first X-ray microcalorimeter spectroscopy of Fe-Kα line emission from an active galactic nucleus (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Noda, Yasushi Fukazawa, Frederick S. Porter, Laura W. Brenneman, Koichi Hagino, Taiki Kawamuro, Shinya Nakashima, Christopher S. Reynolds, Takaaki Tanaka, Yasuharu Sugawara et al. (Hitomi Collaboration)
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: －
  • DOI: 10.1093/pasj/psx147
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Search for thermal X-ray features from the Crab nebula with the Hitomi soft X-ray spectrometer (2018)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Tsujimoto, Koji Mori, Shiu-Hang Lee, Hiroya Yamaguchi, Nozomu Tominaga, Takashi J. Moriya, Toshiki Sato, Cor P. de Vries, Ryo Iizuka, Yasuharu Sugawara et al. (Hitomi Collaboration)
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: －
  • DOI: 10.1093/pasj/psx072
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hitomi X-ray studies of giant radio pulses from the Crab pulsar (2018)
  • 著者名/発表者名: Yukikatsu Terada, Teruaki Enoto, Shu Koyama, Aya Bamba, Toshio Terasawa, Shinya Nakashima, Tahir Yaqoob, Hiromitsu Takahashi, Shin Watanabe, Yasuharu Sugawara et al. (Hitomi Collaboration)
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: －
  • DOI: 10.1093/pasj/psx083
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hitomi observations of the LMC SNR N132D: Highly redshifted X-ray emission from iron ejecta (2018)
  • 著者名/発表者名: Eric D. Miller, Hiroya Yamaguchi, Kumiko Nobukawa, Makoto Sawada, Masayoshi Nobukawa, Satoru Katsuda, Hideyuki Mori, Yasuharu Sugawara et al. (Hitomi Collaboration)
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: －
  • DOI: 10.1093/pasj/psx151
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Glimpse of the highly obscured HMXB IGR J16318-4848 with Hitomi (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nakajima, Kiyoshi Hayashida, Tim Kallman, Takuya Miyazawa, Hiromitsu Takahashi, Matteo Guainazzi, Yasuharu Sugawara et al. (Hitomi Collaboration)
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 ページ: －
  • DOI: 10.1093/pasj/psx154
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Multi-messenger Observations of a Binary Neutron Star Merger (2017)
  • 著者名/発表者名: B. P. Abbott, R. Abbott, T. D. Abbott, F. Acernese, K. Ackley, C. Adams, T. Adams, P. Addesso, R. X. Adhikari, V. B. Adya, Y. Sugawara et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 848 ページ: L12～L12
  • DOI: 10.3847/2041-8213/aa91c9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Stellar wind measurements for Colliding Wind Binaries using X-ray observations (2017)
  • 著者名/発表者名: Sugawara Yasuharu、Maeda Yoshitomo、Tsuboi Yohko
  • 雑誌名: Proceedings of the International Astronomical Union 巻: 329 ページ: 448～448
  • DOI: 10.1017/S1743921317003325
• [雑誌論文] Solar abundance ratios of the iron-peak elements in the Perseus cluster (2017)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Matsushita, Hiroya Yamaguchi, Yasuharu Sugawara et al. (Hitomi Collaboration)
  • 雑誌名: Nature 巻: 551 ページ: 478-480
  • DOI: 10.1038/nature24301
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 2017年にMAXIが発見した新天体と突発現象 (2018)
  • 著者名/発表者名: 根來均, 中島基樹, 芹野素子, 杉田聡司, 上野史郎, 冨田洋, 磯部直樹, 菅原泰晴, 三原建弘, 杉崎睦, 中平聡志, 岩切渉, 志達めぐみ, 牧島一夫, 河合誠之, 常深博, 吉田篤正, 坂本貴紀, 上田佳宏, 坪井陽子, 山内誠, 山岡和貴, 川室太希, 松岡勝
  • 学会等名: 第18回宇宙科学シンポジウム
• [学会発表] X線衛星代替機における科学運用の計画概要 (2018)
  • 著者名/発表者名: 寺田幸功, 田代信, 高橋弘充, 水野恒史, 田村隆幸, 宇野伸一郎, 久保田あや, 中澤知洋, 渡辺伸, 飯塚亮, 内山秀樹, 海老沢研, 大野雅功, 信川正順, 志達めぐみ, 太田直美, 勝田哲, 山内茂雄, 中島真也, 北口貴雄, 菅原泰晴, 深沢泰司, 田中康之, 坪井陽子, 寺島雄一
  • 学会等名: 第18回宇宙科学シンポジウム
• [学会発表] Swift/XMM-NewtonによるWolf-Rayet連星系WR125のX線観測 (2018)
  • 著者名/発表者名: 菅原泰晴, 前田良知, 坪井陽子
  • 学会等名: 日本天文学会2018年春季年会
• [学会発表] XMM-Newton衛星で偶然検出された恒星フレアとその発生源 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村優美子, 坪井陽子, 本田敏志, 勝田哲, 河合広樹, 菅原泰晴, 佐々木亮, 杉田龍斗
  • 学会等名: 日本天文学会2018年春季年会
• [学会発表] 恒星フレア研究のための中央大学36cm望遠鏡:SCATの立ち上げ (2018)
  • 著者名/発表者名: 河合広樹, 坪井陽子, 飯塚亮, 菅原泰晴, 山田宗次郎
  • 学会等名: 日本天文学会2018年春季年会
• [学会発表] X線衛星代替機 XARM における科学運用計画 (2018)
  • 著者名/発表者名: 寺田幸功, 田代信, 海老沢研, 深沢泰司, 飯塚亮, 勝田哲, 北口貴雄, 久保田あや, 水野恒史, 中島真也, 中澤知洋, 信川正順, 大野雅功, 太田直美, 志達めぐみ, 菅原泰晴, 高橋弘充, 田村隆幸, 田中康之, 寺島雄一, 坪井陽子, 内山秀樹, 宇野伸一郎, 渡辺伸, 山内茂雄
  • 学会等名: 日本天文学会2018年春季年会
• [学会発表] The X-ray monitoring of the long-period colliding wind binaries (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuharu Sugawara, Yoshitomo Maeda, Yohko Tsuboi
  • 学会等名: The X-ray Universe 2017
  • 国際学会
• [学会発表] X-ray variation in colliding wind binaries (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuharu Sugawara
  • 学会等名: Variable Galactic Gamma- Ray Sources (IV)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 星のフレアの相関内に見られる微細構造 (2017)
  • 著者名/発表者名: 坪井陽子, 兼藤聡一郎, 佐々木亮, 中村優美子, 菅原泰晴
  • 学会等名: 日本天文学会2017年秋季年会
• [学会発表] 全天X線監視装置MAXIのアーカイブデータを用いたLMC領域の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 下向怜歩, 海老沢研, 菅原泰晴, 古庄多恵, 中平聡志
  • 学会等名: 日本天文学会2017年秋季年会
• [学会発表] 長周期Wolf-Rayet連星系WR19のX 線モニタリング観測II (2017)
  • 著者名/発表者名: 菅原泰晴, 前田良知, 坪井陽子
  • 学会等名: 日本天文学会2017年秋季年会