ハッブル宇宙望遠鏡による次世代赤外標準星ネットワークの構築

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K03696
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 鈴木 尚孝 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任助教 (20722804)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 白色矮星 / 超新星 / 較正 / 観測的宇宙論 / ハッブル宇宙望遠鏡 / JWST / 黒体輻射 / 暗黒エネルギー

研究実績の概要

本研究では、すべての宇宙観測の礎となる、星の明るさの較正を紫外、可視、赤外の広い波長域で１％以下の誤差で正確に求め、世界基準を目指している。現在は１％の精度は達成できておらず、宇宙を加速膨張させている謎の暗黒エネルギーの精密測定の障害となっている。星の明るさの較正は、従来の方法では精度に限界が来ている。我々はこの精度を一桁向上させることを目標としている。
黒体放射のスペクトルを持つ白色矮星の観測をハッブル宇宙望遠鏡を獲得し、実行した。今年度は赤外波長域の観測データを取得することができた。前年度のジャイロの故障により、スケジュールに遅れが出てしまったが、撮像データを取得することができた。紫外、赤外分光データも取得予定である。地上大型望遠鏡による追観測も進めており、悪天候等により、計画に遅れはあるものの、いくつかの天体については、これまで、すばる望遠鏡と米国カリフォルニア大学ケック望遠鏡によるスペクトルデータの取得に成功した。データ自身は良好である。
2019年10月にシカゴ大学で開かれた暗黒エネルギー探査に携わる世界の研究者が集う国際学会で本研究を発表し、多くのサポートを得た。南半球の大型撮像専用望遠鏡LSSTでも観測することが期待される。2019年11月には、米国Space Telescope Science Instituteで、ハッブル望遠鏡の較正を行っている研究者が東京を訪問し、共同でハッブル望遠鏡で得られたデータ解析を進めた。良好なデータが取得できたことが確認された。

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

地上望遠鏡による追観測は望遠鏡時間も獲得したが、2020年２月の観測は、マウナケア山頂の吹雪による悪天候の為、実行できず、３月の観測は新型コロナウィルスの影響で望遠鏡の運用が止まってしまった為、実行できなかった。これは誰にも予想できなかった事態であるが、受け止めなければならない。
次世代の赤外線宇宙望遠鏡（JWST)への標準星の提供であるが、JWST自身のスケジュールも遅れ、また新型コロナウィルスの影響でこちらの計画も現時点で止まってしまっており、不透明であるが、目標は変更せず、このまますすめていく所存である。

今後の研究の推進方策

これまで得られたハッブル宇宙望遠鏡のデータ解析を新年度では推進していく。地上望遠鏡による分光データの追観測は、今後とも引き続き望遠鏡時間を獲得すると共に、観測を目指す。分光データが揃い次第、解析と論文化を進める。また、JWSTを含めた赤外望遠鏡、LSSTでの標準観測を目指し、データ提供を展開して行く。

次年度使用額が生じた理由

２０２０年３月に予定されていた米国メリーランド州、ボルチモアにある宇宙望遠鏡研究所での国際学会に参加し、本研究成果の発表予定でしたが、新型コロナウィルス感染症の影響で、２０２０年秋以降に延期されました。延期時期は現時点で判明していませんが、開催された折には翌年度に繰り越した予算を充当したいと考えております。

研究成果

• [国際共同研究] Space Telescope Science Institute/Lawrence Berkeley National Laboratory/University of California, Berkeley(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Space Telescope Science Institute/Lawrence Berkeley National Laboratory/University of California, Berkeley
  • 他の機関数: 1
• [国際共同研究] LPNHE(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: LPNHE
• [雑誌論文] The HSC-SSP Transient Survey: Implications from Early Photometry and Rise Time of Normal Type Ia Supernovae (2020)
  • 著者名/発表者名: Jiang Ji-an、Yasuda Naoki、Maeda Keiichi、Doi Mamoru、Shigeyama Toshikazu、Tominaga Nozomu、Tanaka Masaomi、Moriya Takashi J.、Takahashi Ichiro、Suzuki Nao、Morokuma Tomoki、Nomoto Ken’ichi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 892 ページ: 25～37
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab76cb
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Rapidly Evolving Transients from the Hyper Suprime-Cam SSP Transient Survey (2020)
  • 著者名/発表者名: Tampo Yusuke、Tanaka Masaomi、Maeda Keiichi、Yasuda Naoki、Tominaga Nozomu、Jiang Ji-an、Moriya Takashi J.、Morokuma Tomoki、Suzuki Nao、Takahashi Ichiro、Kokubo Mitsuru、Kawana Kojiro
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 894 ページ: 27～46
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab7ccc
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] SUGAR: An improved empirical model of Type Ia supernovae based on spectral features (2020)
  • 著者名/発表者名: Leget P.-F., Gangler E., Mondon F., and 41 coauthors in alphabetical order including Suzuki, Nao
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 636 ページ: 46～71
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201834954
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Hyper Suprime-Cam SSP transient survey in COSMOS: Overview (2019)
  • 著者名/発表者名: Yasuda Naoki、Tanaka Masaomi、Tominaga Nozomu、Jiang Ji-an、Moriya Takashi J、Morokuma Tomoki、Suzuki Nao、Takahashi Ichiro、Yamaguchi Masaki S、Maeda Keiichi、Sako Masao、Ikeda Shiro、Kimura Akisato、Morii Mikio、Ueda Naonori、Yoshida Naoki、Lee Chien-Hsiu、Suyu Sherry H、Komiyama Yutaka、Regnault Nicolas、Rubin David
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 71 ページ: 74-91
  • DOI: 10.1093/pasj/psz050
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] First Release of High-Redshift Superluminous Supernovae from the Subaru HIgh- Z SUpernova CAmpaign (SHIZUCA). I. Photometric Properties (2019)
  • 著者名/発表者名: Moriya T. J., Tanaka M., Yasuda N., Jiang J., Lee C.-H., Maeda K., Morokuma T., Nomoto K., Quimby R. M., Suzuki Nao, Takahashi I., Tanaka M., Tominaga N., Yamaguchi M., Bernard St. R., Cooke J., Curtin C., Galbany L., Gonzalez-Gaitn S., Pignata G., Pritchard T., Komiyama Y., Lupton R. H.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Supplement Series 巻: 241 ページ: 16～35
  • DOI: 10.3847/1538-4365/ab07c5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] First Release of High-redshift Superluminous Supernovae from the Subaru HIgh-Z SUpernova CAmpaign (SHIZUCA). II. Spectroscopic Properties (2019)
  • 著者名/発表者名: Curtin C, Cooke J, Moriya T. J., Tanaka M, Quimby R. M., Bernard S. R., Galbany L., Jiang J., Lee C.-H., Maeda K., Morokuma T., Nomoto K., Pignata G., Pritchard T., Suzuki Nao, Takahashi I., Tanaka M., Tominaga N., Yamaguchi M., Yasuda N.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Supplement Series 巻: 241 ページ: 17～31
  • DOI: 10.3847/1538-4365/ab07c8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] HSC16aayt: A Slowly Evolving Interacting Transient Rising for More than 100 Days (2019)
  • 著者名/発表者名: Moriya T. J., Tanaka M., Morokuma T., Pan Y.-C., Quimby R. M., Jiang J., Kawana K., Maeda K., Nomoto K., Suzuki Nao, Takahashi I., Tanaka M., Tominaga N., Yamaguchi M., Yasuda N., Cooke J., Curtin C., Galbany L., Gonzalez-G. S.、Lee C.-H.、Pignata G., Pritchard T.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 882 ページ: 70～81
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab2f80
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Reducing Systematic Errors for SNIa Cosmology (Blackbody Stars) (2019)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, Nao
  • 学会等名: SCAM-2019: SNIa-Cosmology Analysis Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] HSC SNIa Cosmology Program (2019)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, Nao
  • 学会等名: Subaru 20th Anniversary Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Time Domain Science in the Era of ELTs (2019)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, Nao
  • 学会等名: Extremely Big Eyes on the Early Universe
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] HSC Transient Survey (2019)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, Nao
  • 学会等名: Enabling Multi-Messenger Astrophysics in the Big Data Era
  • 国際学会