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2020 年度 実施状況報告書

連星白色矮星合体残骸の進化計算と探査観測

研究課題

研究課題/領域番号 20K04010
研究機関東京大学

研究代表者

樫山 和己  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (10785744)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード白色矮星 / 時間領域天文学
研究実績の概要

連星白色矮星合体残骸の探査観測に関しては以下の研究を行った。木曽観測所のSchmidt望遠鏡に搭載されたTomo-e Gozenカメラを用いて取得した2Hz測光観測のテストデータを用いて、視野内に写った白色矮星と参照星の同定、測光ライトカーブの抽出、主成分解析を用いた相対測光までを自動で行うデータリダクションパイプラインを構築した。またテストデータから合計数100個の白色矮星についておよそ1時間の2Hz読み出し測光ライトカーブを取得、目視による短周期変動探査とLomb Scargle法を用いた周期変動探査を実施した。テストデータの中に既知の脈動白色矮星、Gaia DR2 1314045729544380288が含まれていたが、およそ800秒周期、振幅10%の振動モードの検出に成功した。その他、新規の有意な変動は検出できなかった。

連星白色矮星合体残骸の進化計算に関しては以下の研究を行った。Kashiyama, Shigeyma, Fujisawa 2019で構築した、連星白色矮星合体残骸候補、IRAS 00500+6713の磁気回転駆動風解をONeコア白色矮星一般に拡張、白色矮星の質量、磁場、回転速度などのパラメータによって観測される温度、光度、質量損失率などがどのように変化するかを系統的に調べた。磁気回転駆動風の光度はおおよそEddington限界でリミットされることを確認、構成した定常解の系列から連星白色矮星合体残骸の観測的特徴の時間進化を計算するためのフレームワークを構築した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

連星白色矮星合体残骸の探査観測に関しては概ね計画通りであるが、進化計算に関してはやや遅れている。磁気回転駆動風の定常解をモデルパラメータを変えながら探査する際、数値誤差の範囲で現れる非物理的な解を棄却しなければならない。系統的に解を探査するためにはこの部分を自動化することが望ましいが、モデルパラメータの数が多いため、非物理的な解のバリエーションも多く、それらを棄却するフレームワークの構築に時間がかかった。

今後の研究の推進方策

連星白色矮星合体残骸の探査観測に関しては以下の研究を行う。木曽観測所のSchmidt望遠鏡に搭載されたTomo-e Gozenカメラを用いて白色矮星を含むターゲット星の2Hz読み出し観測を実施する。合計(3000白色矮星)x(1時間)の測光ライトカーブを取得することが目標である。取得した観測データはR2年度に構築したパイプラインを用いて自動的にリダクションし、目視とLomb Scargle法などを用いて短周期変動の解析を行う。

連星白色矮星合体残骸の進化計算に関しては以下の研究を行う。R2年度に構築した連星白色矮星合体残骸からの磁気回転駆動風解の探査スキームを用いて、合体残骸の合体後の時間進化を系統的に計算、合体する連星の質量や化学特性によって進化がどのように変化するかを調べる。またその観測的特性を既存の観測データと照らし合わせ、銀河系内の合体残骸候補を選定、木曽望遠鏡のTomo-e GozenやSEIMEI望遠鏡のTriCCSを用いた短周期変動探査観測を実施する。

次年度使用額が生じた理由

Covid-19の世界的流行によって予定していた海外出張を実施できなかったため、次年度に繰り越す。Tomo-e Gozenカメラを用いて取得した測光サーベイデータ用のHDDを購入予定。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Pennsylvania state university/Harvard University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Pennsylvania state university/Harvard University
  • [雑誌論文] Intermediate Luminosity Red Transients by Black Holes Born from Erupting Massive Stars2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuna Daichi、Ishii Ayako、Kuriyama Naoto、Kashiyama Kazumi、Shigeyama Toshikazu
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 897 ページ: L44~L44

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aba0ac

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Astrometric study of Gaia DR2 stars for interstellar communication2020

    • 著者名/発表者名
      Seto Naoki、Kashiyama Kazumi
    • 雑誌名

      International Journal of Astrobiology

      巻: 19 ページ: 308~313

    • DOI

      10.1017/S147355042000004X

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Overview of KAGRA: KAGRA science2020

    • 著者名/発表者名
      Akutsu T et al. including Kazumi Kashiyama
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 0000 ページ: 0~68

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa120

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] How much SNR fallback can invade newborn pulsar wind and magnetosphere?2021

    • 著者名/発表者名
      Yici Zhong, 樫山和己, 茂山俊和, 高棹真介
    • 学会等名
      日本天文学会2021年春季年会
  • [学会発表] Synchrotron Boilers in Embryonic Neutron-Star Wind Nebulae2021

    • 著者名/発表者名
      樫山和己, Conor Omand, 村瀬孔大, 浅野勝晃
    • 学会等名
      日本天文学会2021年春季年会
  • [学会発表] Magnetically Arrested Diskの発現条件に関する理論研究2021

    • 著者名/発表者名
      高棹真介, 樫山和己
    • 学会等名
      日本天文学会2021年春季年会
  • [学会発表] X-raying the missing links in compact object astrophysics2021

    • 著者名/発表者名
      樫山和己
    • 学会等名
      多波長・時間軸天文学の時代のFORCE ~広帯域X線で迫るコンパクト天体の世界~
    • 招待講演
  • [学会発表] Can repeating fast radio bursts still be rotation powered?2021

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Kashiyama
    • 学会等名
      YITP International Molecule-type Workshop : Fast Radio Bursts: A Mystery Being Solved?
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fast Radio Bursts and their possible counterparts2020

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Kashiyama
    • 学会等名
      Probing the Extragalactic Universe with High Energy and Very High Energy Sources
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fast Radio Bursts: A Mystery Being Solved?2020

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Kashiyama
    • 学会等名
      Connecting high-energy astroparticle physics for origins of cosmic rays and future perspectives
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 突発天体とコンパクト天体形成の最前線へ2020

    • 著者名/発表者名
      樫山和己
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      天文月報 (Astronomical Herald)

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公開日: 2021-12-27  

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