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2021 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
研究機関東北大学

研究代表者

樫山 和己  東北大学, 理学研究科, 准教授 (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 / 晩期型星
研究実績の概要

木曽観測所Tomo-e Gozenカメラを用いた広視野高速読み出し測光観測を実施した。Tomo-e Gozenカメラの視野内に検出される天体について、ライトカーブの生成とノイズ抽出までを自動で行うパイプラインを作成し、それを用いて白色矮星と晩期型星の秒スケール変動探査を行った。

白色矮星に関してはZwicky Transient Facility(ZTF)が2021年に報告したJ190132.9+145808.7からの単独白色矮星としては最短、およそ7分の周期変動を探査データから自動検出することに成功した。その他、観測視野内にとらえた白色矮星についてもライトカーブの解析を行い、それらをまとめた論文を準備している。また、京都大学岡山観測所のせいめい望遠鏡TriCCSカメラを用いた多バンド同時測光観測による連星白色矮星合体残骸候補の秒スケール変動探査を実施、現在データ解析を進めている。晩期型星に関しては秒スケールでライトカーブが立ち上がるフレア現象を新たに22例検出することに成功した。解析の結果、これらのフレアはこれまでに観測されたM型星の高速フレアの中では最も明るい種族であることがわかった。結果をまとめた論文を投稿準備中である。

理論研究としては、連星白色矮星合体残骸からの磁気駆動風の2次元磁気流体シミュレーションに取り組んでいる。星表面から発射された物質が白色矮星磁気圏に一時的にトラップされ、その後、磁気リコネクションによって解放される、といった、1次元定常解(Kashiyama et al. 2019)の範囲では記述できない新たな効果を確認することができている。

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

2022年度末までに行ったTomo-e Gozenカメラを用いた観測と白色矮星の変動探査解析、晩期型星のフレア探査解析を通じて観測、データ解析パイプラインが強固に整備され、今後、他の天体観測への応用も期待できる。

理論研究に関しても計算コードのデバッグ、テスト計算等は完了し、科学的に意味のあるパラメータでの計算、結果の解析に着手しており、順調である。

今後の研究の推進方策

Tomo-e Gozenカメラを用いた天の川銀河内天体の秒スケール変動探査観測を継続する。また、せいめい望遠鏡TriCCSカメラを用いた多バンド同時測光観測による連星白色矮星合体残骸候補の秒スケール変動探査も継続する。

連星白色矮星合体残骸からの磁気駆動風の2次元磁気流体シミュレーションを完了し、結果を論文にまとめる。また、2次元磁気流体シミュレーションの結果と輻射輸送計算を組み合わせることによって、可視光からX線までの多波長放射スペクトラムを求め、連星白色矮星合体残骸候補(例:IRAS 00500+6713)の観測データと比較、合体残骸シナリオの検証を行う。

次年度使用額が生じた理由

主にコロナ禍の影響による出張のキャンセル等により予定していたよりも旅費使用が控えられた。次年度、観測データ保存用のHDDに転用する予定である。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 4件、 査読あり 10件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

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

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Pennsylvania state university
  • [国際共同研究] Stockholm university(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      Stockholm university
  • [雑誌論文] Multi-wavelength constraints on the outflow properties of the extremely bright millisecond radio bursts from the galactic magnetar SGR 1935?+?21542022

    • 著者名/発表者名
      Yamasaki Shotaro、Kashiyama Kazumi、Murase Kohta
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 511 ページ: 3138~3149

    • DOI

      10.1093/mnras/stac234

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On the Energy Source of Ultrastripped Supernovae2022

    • 著者名/発表者名
      Sawada Ryo、Kashiyama Kazumi、Suwa Yudai
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 927 ページ: 223~223

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac53ae

    • 査読あり
  • [雑誌論文] AT 2018lqh: Black Hole Born from a Rotating Star?2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuna Daichi、Kashiyama Kazumi、Shigeyama Toshikazu
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 922 ページ: L34~L34

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ac3997

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ALMA and NOEMA constraints on synchrotron nebular emission from embryonic superluminous supernova remnants and radio?gamma-ray connection2021

    • 著者名/発表者名
      Murase Kohta、Omand Conor M B、Coppejans Deanne L、Nagai Hiroshi、Bower Geoffrey C、Chornock Ryan、Fox Derek B、Kashiyama Kazumi、Law Casey、Margutti Raffaella、M?sz?ros Peter
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 508 ページ: 44~51

    • DOI

      10.1093/mnras/stab2506

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Multiwavelength Emission from Magnetically Arrested Disks around Isolated Black Holes2021

    • 著者名/発表者名
      Kimura Shigeo S.、Kashiyama Kazumi、Hotokezaka Kenta
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 922 ページ: L15~L15

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ac35dc

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gravitational Wave Backgrounds from Coalescing Black Hole Binaries at Cosmic Dawn: An Upper Bound2021

    • 著者名/発表者名
      Inayoshi Kohei、Kashiyama Kazumi、Visbal Eli、Haiman Zolt?n
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 919 ページ: 41~41

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac106d

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Necessary Condition for Supernova Fallback Invading Newborn Neutron-star Magnetosphere2021

    • 著者名/発表者名
      Zhong Yici、Kashiyama Kazumi、Shigeyama Toshikazu、Takasao Shinsuke
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 917 ページ: 71~71

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac0a74

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetically Arrested Disks in Quiescent Black Hole Binaries: Formation Scenario, Observable Signatures, and Potential PeVatrons2021

    • 著者名/発表者名
      Kimura Shigeo S.、Sudoh Takahiro、Kashiyama Kazumi、Kawanaka Norita
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 915 ページ: 31~31

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abff58

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiwavelength View of the Type IIn Zoo: Optical to X-Ray Emission Model of Interaction-powered Supernovae2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuna Daichi、Kashiyama Kazumi、Shigeyama Toshikazu
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 914 ページ: 64~64

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abfaf8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Late-time Radio and Millimeter Observations of Superluminous Supernovae and Long Gamma-Ray Bursts: Implications for Central Engines, Fast Radio Bursts, and Obscured Star Formation2021

    • 著者名/発表者名
      Eftekhari T.、Margalit B.、Omand C. M. B.、Berger E.、Blanchard P. K.、Demorest P.、Metzger B. D.、Murase K.、Nicholl M.、Villar V. A.、Williams P. K. G.、Alexander K. D.、Chatterjee S.、Coppejans D. L.、Cordes J. M.、Gomez S.、Hosseinzadeh G.、Hsu B.、Kashiyama K.、Margutti R.、Yin Y.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 912 ページ: 21~21

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abe9b8

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Outflows from Dwarfs2021

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Kashiyama
    • 学会等名
      YITP workshop Extreme Outflows in Astrophysical Transients
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Magnetic fields of compact objects2021

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Kashiyama
    • 学会等名
      NAOJ Future Planning Symposium 2021 -Thinking about Future Plans Across Wavelengths
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 物理科学,この1年 20222022

    • 著者名/発表者名
      パリティ編集委員会、大槻 義彦
    • 総ページ数
      204
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      978-4-621-30686-4

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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