ブラックホール候補天体の深銀河探査と短時間変動解析による諸現象の理解

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 24540239
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 根來 均 日本大学, 理工学部, 教授 (30300891)
• キーワード: ブラックホール / Ｘ線観測 / 降着円盤 / Ｘ線新星 / 突発天体 / 全天Ｘ線監視装置 MAXI / 宇宙ステーション / きぼう

研究概要

本研究予算等を用いて開発した突発天体発見システムにより、本年度も新たなブラックホール候補天体 MAXI J1828-249 が 2013 年 10 月 15 日に発見され、その速報および解析を行った。同天体はソフトステートと呼ばれる熱的なエネルギースペクトル状態を示したが、その明るさは太陽系近傍で観測されている同状態のものより１桁以上暗く、同天体が銀河中心より遠方に位置する可能性があることがわかった。
短時変動の研究に関しては、MAXI の GSC データを用いた（100 秒以下のタイムスケールでの）短時間変動の検出限界を大学院生の鈴木和彦らとともにシミュレーションによリ調べた。そして、Cyg X-1 と XTE J1752-223 の実データを用いて、MAXI のデータによる短時間変動解析によりブラックホール周辺に形成される降着円盤の状態が判別できることを初めて実データを用いて示した。
また、Swift 衛星と MAXI のデータを用いて、大学院生の小野寺卓也らとともに降着円盤モデルのパラメータから質量降着量が一定下での状態遷移をブラックホール候補天体と中性子星低質量連星系（MAXI J1647-227）で見い出した。
MAXI の突発天体発見システムも、これまでは GSC データを用いて行ってきたが、大学院生の福島康介らとともに SSC データも用いて行えるように改良を続けている。
これらの成果を含め、これまでに突発天体発見システムで発見した新天体のレビュー等を、10 月のイタリアと 2 月の愛媛での国際会議、および天文学会と物理学会等の国内会議で口頭発表した。

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

開発している突発天体発見システムは、ブラックホール候補天体以外にも多くの突発現象を自動検出し、世界に速報を行った。また、「研究実績の概要」にも記したように、共同研究者や大学院生ともに着実にデータ解析や論文作成も進んでいる。ただし、論文に関しては、共同研究者によるところが大きい。
一方、MAXI がこれまでに発見した 6 つブラックホール候補天体の包括的な研究はまだ途上の段階にある。これは、これまでは４年間続いた特別な大学業務のため集中して研究が行えなかったことが主な原因であるが、業務は予定されていたことから特に遅延は発生していない。よって、その業務を終えた平成26年度以降はこの方面の研究の進展も期待できる。

今後の研究の推進方策

これまでの成果をまとめた、MAXI で発見された天体の特徴を記した論文２編と突発天体発見システムそのものの論文をできる限り早くまとめ、投稿する。また、平成25年度に大学院生らと進めてきた短時間変動の研究およびブラックホール候補天体と中性子星連星系に共通した状態遷移の研究をさらに進める予定である。そして、ようやく統計的に議論が可能になってきた MAXI が発見したブラックホール候補天体の包括的（統計的）な研究も行う。
また、平成 26 年度中に突発天体発見システムを SSC データにも完全に対応させ、過去のデータも用いて、軟Ｘ線突発現象の調査も行う。

次年度の研究費の使用計画

必要な物品を購入するには足りなかったため次年度に繰り越しとし、26年度予算とともに利用する予定。
26 年度予算とともに、本年度購入した計算機に搭載する追加の RAID カードの購入に割り当てる予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Rapid Spectral Changes of Cygnus X-1 in the Low/Hard State with Suzaku (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamada, S., Negoro, H., Torii, S., Noda, H., Mineshige, S., Makishima, K.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal, Letters 巻: 767 ページ: 34-38
  • DOI: 10.1088/2041-8205/767/2/L34
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectral Evolution of a New X-Ray Transient MAXI J0556-332 Observed by MAXI, Swift, and RXTE (2013)
  • 著者名/発表者名: Sugizaki, M., Yamaoka, K., Matsuoka, M., Kennea, J., Mihara, T., Hiroi, K., Ishikawa, M., Isobe, N., Kawai, N., Kimura, M., Kitayama, H., Kohama, M., Matsumura, T., Morii, M., Nakagawa, Y., Nakahira, S., Nakajima, M., Negoro, H., Serino, M., Shidatsu, M., 他
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 65 ページ: A.58 (14pp)
  • DOI: 10.1093/pasj/65.3.58
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Propeller-effect Interpretation of MAXI/GSC Light Curves of 4U 1608-52 and Aql X-1 and Application to XTE J1701-462 (2013)
  • 著者名/発表者名: Asai, K., Matsuoka, M., Mihara, T., Sugizaki, M., Serino, M., Nakahira, S., Negoro, H., Ueda, Y., Yamaoka, K.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 773 ページ: A.117 (7pp)
  • DOI: 10.1088/0004-637X/773/2/117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recurrent Outbursts and Jet Ejections Expected in Swift J1644+57: Limit-Cycle Activities in a Supermassive Black Hole (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawashima, T., Ohsuga, K., Usui, R., Kawai, N., Negoro, H., Matsumoto, R.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 65 ページ: Letter 8 (5pp)
  • DOI: 10.1093/pasj/65.4.L8
  • 査読あり
• [雑誌論文] MAXI/GSC Discovery of the Black-Hole Candidate MAXI J1305-704 (2013)
  • 著者名/発表者名: Morihana, K., Sugizaki, M., Nakahira, S., Shidatsu, M., Ueda, Y., Serino, M., Mihara, T., Matsuoka, M., Negoro, H., Nobuyuki, K.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 65 ページ: Letter 10 (5pp)
  • DOI: 10.1093/pasj/65.5.L10
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Accretion Disk and Ionized Absorber of the 9.7 hr Dipping Black Hole Binary MAXI J1305-704 (2013)
  • 著者名/発表者名: Shidatsu, M., Ueda, Y., Nakahira, S., Done, C., Morihana, K., Sugizaki, M., Mihara, T., Hori, T., Negoro, H., Kawai, N., Yamaoka, K., Ebisawa, K., Matsuoka, M.,Serino, M., Yoshikawa, T., Nagayama, T., Matsunaga, N.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 799 ページ: A.26 (17pp)
  • DOI: 10.1088/0004-637X/779/1/26
  • 査読あり
• [学会発表] 全天 X 線監視装置 MAXI による最近の成果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 根來均,上野史郎,冨田洋,中平聡志,木村公,石川真木,中川友進,三原建弘,杉崎睦,芹野素子,森井幹雄,松岡勝,河合誠之,常深博,吉田篤正,坂本貴紀,中島基樹, 上田佳宏,坪井陽子,山内誠,山岡和貴,他 MAXI チーム
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20140327-20140330
• [学会発表] ブラックホール候補天体 MAXI J1828-249 の発見と MAXI が発見検出 した 2013 年度後半の突発天体 (2014)
  • 著者名/発表者名: 根來 均, 福島 康介, 鈴木和彦, 小野寺 卓也, 中平聡志, 冨田 洋, 芹野 素子, 森井 幹雄, 三原 建弘, 松岡 勝, 河合 誠之 ほか MAXI チーム
  • 学会等名: 日本天文学会 2014 春季年会
  • 発表場所: 国際基督教大学
  • 年月日: 20140319-20140322
• [学会発表] 全天X線監視装置 MAXI と Swift 衛星により観測された中性子星 X 線 連星 MAXI J1647-227 の特徴とアウトバースト中のスペクトル変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小野寺卓也, 根來均, 鈴木和彦, 福島康介, Jamie Kennea ほ か MAXI チーム
  • 学会等名: 日本天文学会 2014 春季年会
  • 発表場所: 国際基督教大学
  • 年月日: 20140319-20140322
• [学会発表] MAXI/SSC データを用いた突発天体発見のための地上ソフトウェアシス テムの改良 II (2014)
  • 著者名/発表者名: 福島康介, 根来均, 小野寺卓也, 鈴木和彦, 冨田洋, 木村公, 山田久幹, 坪井陽子, 比嘉将也, 川越淳史, ほか MAXI チーム
  • 学会等名: 日本天文学会 2014 春季年会
  • 発表場所: 国際基督教大学
  • 年月日: 20140319-20140322
• [学会発表] MAXI/GSC のデータを用いた X 線天体の短時間変動解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木和彦, 根來均, 榊原大貴, 小野寺卓也, 福島康介, 中川友進, ほか MAXI チーム
  • 学会等名: 日本天文学会 2014 春季年会
  • 発表場所: 国際基督教大学
  • 年月日: 20140319-20140322
• [学会発表] MAXI obvserves black-hole X-ray novae from the beginning to the end (2014)
  • 著者名/発表者名: Negoro, H.
  • 学会等名: Suzaku-MAXI 2014 "Expanding the Frontiers of the X-ray Universe"
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 20140219-20140222
  • 招待講演
• [学会発表] X-ray properties of MAXI J1647-227 observed by MAXI and Swift (2014)
  • 著者名/発表者名: Onodera, T., Negoro, H., Suzuki, K., Fukushima, K., Kennea, J., and MAXI team
  • 学会等名: Suzaku-MAXI 2014 "Expanding the Frontiers of the X-ray Universe"
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 20140219-20140222
• [学会発表] MAXI Nova-Alert System for the MAXI/SSC (2014)
  • 著者名/発表者名: Fukushima, K., Negoro, H., Onodera, T., Suzuki, K., Tomida, H., Kimura, M., Yamada, H., Tsuboi, Y., Higa, M., Kawagoe, A., and MAXI team
  • 学会等名: Suzaku-MAXI 2014 "Expanding the Frontiers of the X-ray Universe"
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 20140219-20140222
• [学会発表] Short-term X-ray variability study using the MAXI/GSC (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, K., Negoro, H., Sakakibara, H., Onodera, T., Fukushima, K., Nakagawa, Y., and MAXI team
  • 学会等名: Suzaku-MAXI 2014 "Expanding the Frontiers of the X-ray Universe"
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 20140219-20140222
• [学会発表] MAXI による 2013 年に発見された暗いX線源 (2014)
  • 著者名/発表者名: 根來 均, 小野寺卓也, 福島康介, 鈴木和彦, 榊原大貴, 芹野素子, 森井幹雄, 三原建弘, 松岡勝, 冨田 洋, 中平聡志, 河合誠之, 小川優司, 全天X線監視装置チーム
  • 学会等名: 第14回 宇宙科学シンポジウム
  • 発表場所: 相模原, 宇宙科学研究所
  • 年月日: 20140109-20140110
• [学会発表] Recent highlight events related with MAXI (2013)
  • 著者名/発表者名: Negoro, H., Mihara, T., Sugizaki, M., Serino, M., Morii, M., Matsuoka, M., Ueno, S., Tomida, H., Nakahira, S., Kimuara, M., Nakagawa, Y., Kawai, N., Yoshida, A., Sakamoto, T., Tsunemi, H., Nakajima, M., Ueda, Y., Tsuboi, Y., Yamauchi, M., Yamaoka, K.
  • 学会等名: INTEGRAL workshop "INTEGRAL's journey through the high energy sky"
  • 発表場所: イタリア, ローマ
  • 年月日: 20131015-20131018
• [学会発表] MAXI が発見検出した 2013 年度前半の突発天体と突発現象 (2013)
  • 著者名/発表者名: 根來 均, 福島 康介, 芹野 素子, 森井 幹雄, 三原 建弘, 松岡 勝, 冨田 洋, 中平聡志, 河合 誠之 ほか MAXI チーム
  • 学会等名: 日本天文学会 2013 秋季年会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 20130909-20130911
• [学会発表] MAXI/SSC データを用いた突発天体発見のためのシステム改良 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福島康介, 根来均, 冨田洋, 木村公, 坪井陽子, 比嘉将也, 川越淳史, ほか MAXI チーム
  • 学会等名: 日本天文学会 2013 秋季年会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 20130909-20130911