大質量星形成時の間欠的質量降着に伴う増光現象アクリーションバーストに関する研究

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H01120
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 米倉 覚則 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (90305665)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: 大質量星形成 / アクリーションバースト / メタノールメーザー / 高頻度モニター観測

研究実績の概要

大質量星形成時における大質量原始星への質量降着率の間欠的な増大現象「アクリーション・バースト」は、2015年に初めて観測的に検出されたが、この2015-2019の5年間で3例しか観測例が無い。本研究では「アクリーション・バースト」に関して、バースト時の降着率の増加率・発生頻度・継続期間・普遍性、さらに降着円盤の物理状態がどのように変化するかを、メタノールメーザー源に対する高頻度モニター観測によって明らかにする事を目的とする。
(1)高温メーザー観測網の整備：観測対象となるメタノールメーザー輝線を1台で全て受信可能な広帯域冷却受信機の開発を行ない、日立 32-m 電波望遠鏡に搭載した。試験観測を行い、雑音温度や安定性等の性能を評価した。これまで使用してきた受信機とほぼ同等の雑音温度である事が分かり、本格運用に使用できる事が判明した。
(2)低温メーザーを用いた単一鏡高頻度モニター観測：増光現象をいち早く捉えるとともに、増光現象の発生頻度を正確に求める目的で、日立 32-m 電波望遠鏡を用いた低温メーザー (6.7 GHz) の高頻度モニター観測を実施した。2021年4月から2023年3月の期間内に、2例の増光現象を捉え、世界的なフォローアップ観測網 Maser Monitoring Organization (M2O) に速報を流した。
(3)フォローアップ観測：上述の 2 例の増光現象に対して、世界規模のモニター観測網 M2O と協力して、高空間分解能 VLBI モニター観測、高空間分解能連続波観測 (ALMA など)、可視光近赤外線測光モニター観測 (JWST など) を実施した。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

広帯域冷却受信機の設計段階において新たな知見が得られ、更に小型化できる可能性が判明した事により、受信機の完成および電波望遠鏡への搭載が遅れた。

今後の研究の推進方策

日立 32-m 電波望遠鏡への広帯域受信機の搭載は完了した。また、設計方針が確定したため、山口 32-m 電波望遠鏡への広帯域受信機の搭載はまもなく完了する。したがって今後の進捗については問題ないと思われる。

研究成果

• [雑誌論文] A Keplerian disk with a four-arm spiral birthing an episodically accreting high-mass protostar (2023)
  • 著者名/発表者名: R.A. Burns, Y. Uno, N. Sakai, J. Blanchard, Z. Fazil, G. Orosz, Y. Yonekura, Y. Tanabe, K. Sugiyama, T. Hirota, Kee-Tae Kim, A. Aberfelds, A.E. Volvach, A. Bartkiewicz, A. Caratti o Garatti, A.M. Sobolev, B. Stecklum, C. Brogan, C. Phillips, D.A. Ladeyschikov, D. Johnstone, G. Surcis, G.C. MacLeod, et al. (全37人)
  • 雑誌名: Nature Astronomy 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41550-023-01899-w
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular line search toward the flaring 6.7-GHz methanol masers of G 24.33+0.13 and G 359.62-0.24: rare maser transitions detected (2022)
  • 著者名/発表者名: T.P. McCarthy, G. Orosz, S.P. Ellingsen, S.L. Breen, M.A. Voronkov, R.A. Burns, M.Olech, Y. Yonekura, T. Hirota, P. Wolak, and L.J. Hyland
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 509 ページ: 1681-1689
  • DOI: 10.1093/mnras/stab3040
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A multi-transition methanol maser study of the accretion burst source G358.93-0.03-MM1 (2022)
  • 著者名/発表者名: O.S. Bayandina, C.L. Brogan, R.A. Burns, X. Chen, T.R. Hunter, S.E. Kurtz, G.C. MacLeod, A.M. Sobolev, K. Sugiyama, I.E. Val’tts, and Y. Yonekura
  • 雑誌名: Astron J. 巻: 163 ページ: 83-1--83-16
  • DOI: 10.3847/1538-3881/ac42d2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The evolution of the H2O maser emission in the accretion burst source G358.93-0.03 (2022)
  • 著者名/発表者名: O.S. Bayandina, C.L. Brogan, R.A. Burns, A. Caratti o Garatti, J.O. Chibueze, S.P. van den Heever, S.E. Kurtz, G.C. MacLeod, L. Moscadelli, A.M. Sobolev, K. Sugiyama, I.E. Val’tts, and Y. Yonekura
  • 雑誌名: Astron. Astrophys. 巻: 664 ページ: A44-1--A44-10
  • DOI: 10.1051/0004-6361/202244089
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mid-Infrared and Maser Flux Variability Correlation in Massive Young Stellar Object G036.70+00.09 (2022)
  • 著者名/発表者名: M. Uchiyama, K. Ichikawa, K. Sugiyama, Y. Tanabe and Y. Yonekura
  • 雑誌名: Astrophys. J. 巻: 936 ページ: 31-1--31-8
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ac866e
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Two periods instead of one in a single 6.7 GHz methanol maser feature in G9.62+0.20E (2022)
  • 著者名/発表者名: G. C. MacLeod, Y. Yonekura, Y. Tanabe, W. A. Baan, C. L. Brogan, R. A. Burns, J. O. Chibueze, M. Houde, T. R. Hunter, S. E. Kurtz, F. Rajabi, D. P. Smits, B. Stecklum, and K. Sugiyama
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters 巻: 516 ページ: L96--L100
  • DOI: 10.1093/mnrasl/slac083
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Millimeter methanol emission in the high-mass young stellar object G24.33+0.14 (2022)
  • 著者名/発表者名: T. Hirota, P. Wolak, T.R. Hunter, C.L. Brogan, A. Bartkiewicz, M. Durjasz, A. Kobak, M. Olech, M. Szymczak, R.A. Burns, A. Aberfelds, G. Baek, J. Brand, S. Breen, D.-Y. Byun, A. Caratti o Garatti, X. Chen, J.O. Chibueze, C. Cyganowski, J. Eisloffel, S. Ellingsen, N. Hirano, B. Hu, Y. Yonekura (全48人中48番目)
  • 雑誌名: Publ. Astron. Soc. Japan 巻: 74 ページ: 1234-1262
  • DOI: 10.1093/pasj/psac067
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A flare of 6.668 GHz methanol maser in G36.115+0.552 (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Tanabe and Yoshinori Yonekura
  • 雑誌名: The Astronomer's Telegram 巻: - ページ: 15680
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Recent updates on the Maser Monitoring Organisation (2022)
  • 著者名/発表者名: R.A. Burns, A. Kobak, A. Caratti o Garatti, A. Tolmachev, A. Volvach, A. Alakoz, A. Wootten, A. Bisyarina, A. Dzodzomenyo, A. Sobolev, A. Bartkiewicz, A. Aberfelds, B. Stecklum, B. Kramer, C. Macdonald, C. Cyganowski, C. Paco, C. Garcia Miro, C.L. Brogan, D. Li, D. Smits, D. Engels, Y. Yonekura (82人中79番目)
  • 雑誌名: Proceedings of Science 巻: 399 ページ: 19-1--19-5
  • DOI: 10.22323/1.399.0019
  • オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 茨城観測局電波望遠鏡搭載広帯域 CX 帯円偏波分離器の開発 4 (2023)
  • 著者名/発表者名: 知念翼, 孫赫陽, 抱江柊利, 米山翔, 川下紗奈, 増井翔, 山崎康正, 野曽原千晟, 長谷川豊, 澤田-佐藤聡 子, 岡田望, 小川英夫, 大西利和 (大阪公立大), 米倉覚則 (茨城大), 清水裕亮, 松原空洋, 新沼浩太郎, 藤澤健太 (山口大)
  • 学会等名: 日本天文学会2023年春季年会
• [学会発表] 高萩・日立 32 m 電波望遠鏡の整備運用・状況 2023A (2023)
  • 著者名/発表者名: 米倉覚則, 田辺義浩, 森泉怜, 百瀬宗武 (茨城大), 知念翼, 孫赫陽, 抱江柊利, 小川英夫 (大阪公立大), 清水祐亮, 元木業人, 新沼浩太郎, 藤沢健太 (山口大), 須藤広志 (岐阜大), 久野成夫 (筑波大), 中川亜紀治 (鹿児島大), 本間希樹, 小林秀行 (国立天文台), 他 JVN 関係者, 近藤哲朗
  • 学会等名: 日本天文学会2023年春季年会
• [学会発表] Detection of the longest periodic variability in 6.7 GHz methanol masers with iMet (2023)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Tanabe and Yoshinori Yonekura (Ibaraki U.)
  • 学会等名: International Astronomical Union Symposium 380: Cosmic Masers: Proper Motion toward the Next-Generation Large Projects
  • 国際学会
• [学会発表] High-cadence 6.7 GHz methanol maser monitoring observations by Hitachi 32-m radio telescope (2023)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Yonekura, Yoshihiro Tanabe, and Ren Moriizumi (Ibaraki U.)
  • 学会等名: International Astronomical Union Symposium 380: Cosmic Masers: Proper Motion toward the Next-Generation Large Projects
  • 国際学会
• [学会発表] 茨城観測局電波望遠鏡搭載広帯域 CX 帯円偏波分離器の開発 2 (2022)
  • 著者名/発表者名: 知念翼, 孫赫陽, 抱江柊利, 米山翔, 川下紗奈, 増井翔, 山崎康正, 野曽原千晟, 小川英夫, 大西利和 (大阪府大), 岡田望, 米倉覚則 (茨城大), 清水祐亮, 新沼浩太郎, 藤澤健太 (山口大), 金子慶子, 神澤富雄, 三ツ井健司 (国立天文台)
  • 学会等名: 日本天文学会2022年春季年会
• [学会発表] 高萩 / 日立 32 m 電波望遠鏡の整備状況 2022A (2022)
  • 著者名/発表者名: 米倉 覚則, 田辺 義浩, 岩田 悠平, 岡田 望, 伊藤 美穂, 高木 奏人, 永野 稜大, 百瀬 宗武, 知念 翼, 増井 翔, 山崎 康正, 孫 赫陽, 抱江 柊利, 小川 英夫, 元木 業人, 新沼 浩太郎, 藤沢 健太, 須藤 広志, 久野 成夫, 中川 亜紀治, 本間 希樹, 小林 秀行, 他大学間連携 VLBI group
  • 学会等名: 日本天文学会2022年春季年会
• [学会発表] Hitachi and Takahagi 32-m radio telescopes: recent updates (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Yonekura, Yoshihiro Tanabe, Kenta Fujisawa, Kotaro Niinuma, Hideo Ogawa, Koichiro Sugiyama, Kazuhiro Takefuji, Mareki Honma, Hideyuki Kobayashi, and members of JVN
  • 学会等名: 2022 URSI-Japan Radio Science Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] eQ NRO45 observations of the G358.93-0.03 high-mass star forming region (2022)
  • 著者名/発表者名: Ross Burns, Yasumasa Yamazaki, Fumitaka Nakamura, Chau-Ching Chiong, Atsushi Nishimura, Kotomi Taniguchi, Ryohei Kawabe, Sho Yoneyama, Sana Kawashita, Tsubasa Chiken, Shinpei Nishimoto, Chiaki Nosohara, Kakuyo Son, Ayu Konishi, Hideo Ogawa, Toshikazu Onishi, Yoshinori Yonekura, Kazuhito Dobashi, Tomomi Shimoikura
  • 学会等名: 日本天文学会2022年秋季年会
• [学会発表] 周期的な強度変動を示す 6.7 GHz メタノールメーザーに対するなゆた望遠鏡を用いた近赤外線モニター観測 I (2022)
  • 著者名/発表者名: 田辺義浩, 米倉覚則（茨城大）, 土橋一仁, 荒川琉嘉（東京学芸大）, 岩田悠平（国立天文台）, 杉山孝一郎（タイ国立天文学研究所）, 内山瑞穂（宇宙航空研究開発機構）, 高山正輝（兵庫県立大）
  • 学会等名: 日本天文学会2022年秋季年会
• [学会発表] 茨城観測局電波望遠鏡搭載広帯域 CX 帯受信機の開発 3 (2022)
  • 著者名/発表者名: 知念翼, 孫赫陽, 抱江柊利, 米山翔, 川下紗奈, 増井翔, 山崎康正, 野曽原千晟, 長谷川豊, 澤田-佐藤聡 子, 小川英夫, 大西利和 (大阪公立大), 岡田望 (JAXA), 米倉覚則 (茨城大), 清水裕亮, 新沼浩太郎, 藤澤健太 (山口大)
  • 学会等名: 日本天文学会2022年秋季年会
• [学会発表] 広帯域 CX 帯同軸導波管変換の開発とそれを用いた TRL 校正 (2022)
  • 著者名/発表者名: 抱江柊利, 孫赫陽, 野曽原千晟, 知念翼, 米山翔, 川下紗奈, 山崎康正, 増井翔, 長谷川豊, 澤田-佐藤聡子, 大西利和, 小川英夫 (大阪公立大), 米倉覚則 (茨城大), 清水裕亮, 新沼浩太郎, 藤澤健太 (山口大)
  • 学会等名: 日本天文学会2022年秋季年会
• [学会発表] 茨城観測局電波望遠鏡搭載広帯域 CX 位相遅延器の開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 孫赫陽, 抱江柊利, 野曽原千晟, 知念翼, 米山翔, 川下紗奈, 山崎康正, 増井翔, 長谷川豊, 澤田-佐藤聡子, 大西利和, 小川英夫 (大阪公立大), 米倉覚則 (茨城大), 清水裕亮, 新沼浩太郎, 藤澤健太 (山口大)
  • 学会等名: 日本天文学会2022年秋季年会
• [学会発表] 高萩 / 日立 32 m 電波望遠鏡の整備状況 2022B (2022)
  • 著者名/発表者名: 米倉覚則, 田辺義浩, 森泉怜, 百瀬宗武 (茨城大), 知念翼, 増井翔, 山崎康正, 孫赫陽, 抱江柊利, 小川英夫 (大阪公立大), 岡田望 (JAXA), 清水祐亮, 元木業人, 新沼浩太郎, 藤沢健太 (山口大), 須藤広志 (岐阜 大), 久野成夫 (筑波大), 中川亜紀治 (鹿児島大), 本間希樹, 小林秀行 (国立天文台), 他 JVN 関係者
  • 学会等名: 日本天文学会2022年秋季年会
• [学会発表] 茨城観測局電波望遠鏡搭載広帯域 CX 帯円偏波分離器の開発 (2021)
  • 著者名/発表者名: 知念翼, 米山翔, 川下紗奈, 増井翔, 山崎康正, 長谷川豊, 大西利和, 小川英夫 (大阪府大), 米倉覚則 (茨城大), 清水裕亮, 新沼浩太郎, 藤澤健太 (山口大)
  • 学会等名: 日本天文学会2021年秋季年会
• [学会発表] 高萩 / 日立 32 m 電波望遠鏡の整備状況 2021B (2021)
  • 著者名/発表者名: 米倉覚則, 田辺義浩, 岩田悠平, 伊藤美穂, 高木奏人, 永野稜大, 百瀬宗武 (茨城大), 知念翼, 増井翔, 山崎康正, 小川英夫 (大阪府大), 元木業人, 新沼浩太郎, 藤沢健太 (山口大), 須藤広志 (岐阜大), 久野成夫 (筑波大), 中川亜紀治 (鹿児島大), 本間希樹, 小林秀行 (国立天文台), 他大学間連携 VLBI group
  • 学会等名: 日本天文学会2021年秋季年会
• [備考] Ibaraki 6.7 GHz class II methanol maser database
  • URL: http://vlbi.sci.ibaraki.ac.jp/iMet/