水曜雑誌会 (Wednesday Seminar)

水曜雑誌会は、恒星物理や太陽・プラズマ物理に関する論文、自身の研究等を紹介しあうセミナーです。

schedule

seminar in 2019b

後期の雑誌会の発表内容と予定です。

日付発表者(予定)題名・発表内容
10 月 2 日平松 (Las Cumbres Observatory)
Title: Recent Advancements in Core-collapse Supernova Observation Through the Global Supernova Project

Abstract: Supernovae are among the most influential events in every astrophysical scale. New wide-field and high-cadence transient surveys enable us to watch supernovae from the moment of explosion. Paired with rapid and continuous monitoring facilities, these observations reveal unprecedented features that bridge our understanding of their progenitor systems to explosion mechanisms. From the discovery to follow-up, the Global Supernova Project is a world-wide collaboration of +150 supernova observers and theorists facilitated with the Las Cumbres Observatory and various other ground and space telescopes. In this talk, I will highlight the recent advancements in core-collapse supernova observation, especially in the context of the Global Supernova Project.

10 月 9 日古野
Title : 超臨界降着流におけるアウトフローのフラクタル次元解析

Abstract : 超臨界降着とは、エディントン限界と呼ばれる古典的限界を超えたガス降着のことであり、超巨大ブラックホールの形成問題や超高光度X線源(ULXs)の正体に関わる重要な現象である。 近年行われた2次元輻射流体計算によってこの超臨界降着が可能であることが示されたが、それだけでなく強力な輻射圧駆動型円盤風(アウトフロー)が存在することが明らかになった。その後、この円盤風の3次元輻射流体計算によって、噴出するガスがシート状にちぎれた構造(クランプ構造)をしていることが示唆された。 しかし、超臨界降着の物理的特性についてはまだ十分に解析されているとは言えない。そこで本研究ではフラクタル次元解析という手法を用い、この円盤風が3次元から2次元、1.7次元(捻れたひも状)にまで変化する様子を明らかにした。 今回の発表では、これらの結果を解説し考察を述べる。

10 月 16 日磯貝
Title: WZ Sge型ヘリウム激変星SDSS J1411の再増光周辺の多色測光

Abstract: 激変星進化の最終段階で見られる大規模な増光現象 WZ Sge型スーパーアウトバーストでは、まだ未解明の変動が数多く見られる。 特に、メインアウトバースト終了後に見られる再増光は 伴星からの質量輸送率の増加によって起きる (enhanced mass transfer model)と解釈されることが少なくない。 しかし、enhanced mass trasnferの観測的証拠は無い。 昨年増光したヘリウム激変星SDSS J1411は大規模な増光を示した。 我々はVSNETを通じて密な観測を行い、 この増光がWZ Sge型スーパーアウトバーストであることを確認した。 更に、OISTER(大学間連携)による多色観測と swift, ZTFのpublic dataを使うことで、再増光周辺の色変化を追った。 その結果、enhanced mass transferでは説明のつかない色変化が見られた。

10 月 23 日吉武
Title: ULXPのスペクトルと周期解析に関するレビュー

Abstract : 我々の近くの銀河を観測すると、銀河中心から離れた位置に超高光度X線源 (Ultraluminous X-ray Sources; ULXs) が見つかることがある。ULXとはX線で非常に明るい天体 (X線光度が 10^39 erg/s 以上) であり、このような高光度を説明できる有力な説としては、恒星質量ブラックホールへの超臨界降着、中間質量ブラックホールへの亜臨界降着、中性子星への超臨界降着の3つがある。超臨界降着はエディントン限界降着率を超える降着を指す。 中性子星への超臨界降着からなるULXは磁場の存在ゆえに同時にパルサーにもなっており、ULXP (ULX Pulsar)と呼ばれる。M82 X-2からパルスが発見されてULXPであることが判明して(Bachetti et al. 2014)以来、複数のULXPが見つかっている。ULXPは中心天体の質量が大きく制限できているため、ULXの性質や超巨大ブラックホールの形成問題を考える上で重要である。しかしULXPの発見数は少なく、その性質についても十分に理解されているとはいえない。 そこでX線観測衛星XMM-NewtonとNuSTARによる同時観測が行われており、広帯域 (0.3-30keV) でX線解析を行うことのできるULXPであるNGC7793 P13、NGC300 ULX-1に注目した。周期解析によってパルスを検出し、磁場の推定を行った。さらにプロペラ効果を考慮することでNGC7793 P13において見られていた100倍ものX線光度変化を説明することができた。 今回の発表ではNGC7793 P13、NGC300 ULX-1の解析を行った論文Fürst et al. 2016、Israel et al. 2017、Carpano et al. 2018についてレビューを行う。

10 月 30 日小路口,若松(D2中間発表)
Title: アーカイブデータを用いた矮新星の観測的研究

Abstract:  矮新星とは間欠的に1~9等級のアウトバーストを起こす天体である。白色矮星とロッシュローブを満たした 晩期型星からなり、主星のまわりには輸送されたガスにより降着円盤が形成されている。連星進化のひとつ の最終段階に位置し、進化が進むにつれて質量輸送率が低くなる。すると、SU UMa型矮新星やWZ Sge型 矮新星といったようにアウトバーストのふるまいが変わってくる。しかし、進化が進んだ矮新星はアウト バースト頻度が低いため、事前に重要天体であることを知っていることがアウトバースト初期から密な観測 を行う上でとても重要である。そのため、今回は現在見つかっている矮新星よりもさらに進化が進んだ天体を 見つける取り組みを行った。  これまでにHR図や色相関図を用いて矮新星の進化を辿るという取り組みが行われてきた(Kato et al. 2012, Isogai et al. 2019)。しかし、可視光域の色を用いた方法では伴星が暗くなっていくにつれて、進化が進んだ 矮新星は単独の白色矮星に近づいていき区別がつかなくなる。今回、現在見つかっている矮新星よりもさらに 進化が進んだ伴星のピーク波長が含まれることが予想されるWISEの赤外線域のアーカイブデータを用いるこ とで、進化が進んだ矮新星と白色矮星を分解する取り組みを行った。今回の発表ではこれらの進捗状況を報告 するとともに、近年多く公開されている時間軸情報を含む掃天観測アーカイブデータを組み合わせた今後の展 望についても言及する。


Title: 特異な振る舞いを示す矮新星の観測的研究

突発的に数日間の増光を起こす矮新星の中には、スーパーアウトバーストと呼ばれる 数週間続くような大規模な増光を起こすものがあることが知られているが、この 増光のメカニズムについてはいくつかのモデルが提案されているものの、統一的な 解釈はいまだなされていない。また、近年ではこれらのモデルに従わないような 天体も発見されており、モデルの見直しも要請される。 そこで、私は、スーパーアウトバーストのメカニズムを探るために、食の観測から系の パラメータや円盤の輝度分布を推定する手法であるEclipse Mapping法に着目し、 研究を続けてきた。この方法を用いることにより、スーパーアウトバースト中の円盤構造 を可視化し、その構造や時間変化からモデルの検証を行うことができる。今回の発表では、 これまでの進捗状況を報告するとともに、今後の課題について言及する。

11 月 6 日Chin-Ping
Title: Applications of Advanced Time Series Analysis Method on Astronomical Data

Abstract: I will introduce my recent research projects, including "tracking the connection between the spin period evolution and the unstable superorbital modulation of accreting pulsars," "searching for spin periodicity and orbital modulations in extragalactic point sources," and "building advanced time-frequency analysis techniques for astronomical time series." In the first topic, I will show the details of my recently published paper "Monitoring the Superorbital Period Variation and the Spin Period Evolution of SMC X-1" (https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2019arXiv191000200H/). I use the MAXI data to track the spin period evolution of SMC X-1 and found that the previously suggested positive correlation between the spin period residual and the superorbital period excursion is just a coincidence. In the second topic, I will demonstrate the result of the recently discovered pulsating ultraluminous X-ray source and show that it could have orbital dips. Finally, I will introduce my work of generalizing the wavelet analysis to the unbinned photon events, and a new algorithm of stacked Hilbert spectrum. They could be dedicated to the future CubeSat projects for monitoring the variability of quasi-periodic oscillations (led by Teruaki Enoto), and a collaborating project of characterizing the gravitational wave signals.

11 月 13 日上田
I will talk about our recent progress on studies of AGN evolution and the introduction of the FORCE mission. If I have time, I may also want to present a talk entitled "Revealing the nature of AGN tori with X-ray reflection spectroscopy" including prospects for XRISM.

11 月 20 日Umut
Title: Science with Gaia Photometric Science Alerts

Abstract: I will talk about the recent developments in Gaia Photometric Science Alerts and its applications to science. I will give brief introduction about Gaia itself and then the Science Alerts. I will also introduce the Cambridge Photometry Calibration Server which provides an instant and quick photometric calibration collecting the data submitted from all telescopes for each transient under same individual process. Lastly, I will present the results of my work along with the ongoing studies related to the Gaia Photometric Science Alerts.

11 月 27 日沼澤(首都大学東京)
Title: 木星からのX線と超軽量X線望遠鏡の開発

Abstract: 2000 年代以降、X線観測技術の目覚ましい発展により、太陽系内の惑星から のX線放射が多数確認されている (Bhardwaj et al., PSS, 2007)。惑星は、比較 的近距離であることから「その場」での粒子観測が可能であり、多様なX線放 射メカニズムを検証し広く宇宙物理に適応しうる「実験室」としての側面が期 待されている。 X線天文衛星「すざく」は木星の内部磁気圏に一致する領域からの広がった非 熱的なX線放射を発見した (Ezoe et al., ApJL, 2010)。この放射メカニズムとし て、木星磁気圏に存在する数十 MeV の相対論的電子が太陽光子を叩き上げる 逆コンプトン散乱が提唱されている。仮説が真であれば、この広がったX線は 木星磁気圏における相対論的電子の空間・エネルギー分布とその時間変動を グローバルにモニターできる新たな手段となり、「その場」観測による局所粒 子分布と組み合わせることで、発見以来謎のままとされてきた木星磁気圏にお ける粒子加速機構の解明に大きく近づく重要な役割を持つ。 本発表ではこの放射の再現性の確認を目的とした「すざく」の追観測の結果を 報告するとともに、惑星を中心とした将来のX線観測に向けて開発される超軽 量X線望遠鏡について紹介する。本望遠鏡は、ベースとなるシリコン基板に微 細穴加工を施して反射鏡を形成することで世界最軽量を誇る。その軽量性から 従来のX線望遠鏡では成し得なかった小型衛星への搭載が可能となり、惑星 「その場」でのX線観測にアプローチする強力なツールとなりうる。

12 月 4 日反保
Title: TCP J21040470+4631129 : 特異な再増光を見せるWZ Sge型矮新星

Abstract: 矮新星は,主星である白色矮星と伴星である低質量星,伴星から主星へと輸送された物質による降着円盤からなる近接連星系である。この系では,円盤の熱不安定によってノーマルアウトバーストと呼ばれる増光現象を起こすことが知られている。また,より質量比(=伴星質量/主星質量)の小さな系では,スーパーアウトバーストと呼ばれるより光度変化の大きい現象が観測されることがあり,3:1共鳴半径まで成長した円盤の潮汐不安定によるものであると考えられている。中でも質量比の小さな系では,アーリースーパーハンプと呼ばれる,軌道周期とほぼ同じ周期での変動を見せるものがあり,これらはWZ Sge型矮新星と分類される。さらに,WZ Sge型矮新星の中には,スーパーアウトバースト直後に,再増光と呼ばれる1~数回のアウトバーストを起こす天体が知られている。 TCP J21040470+4631129は2019年7月にスーパーアウトバーストが観測された矮新星である。この天体は,アーリースーパーハンプ及び複数回の再増光が観測されたことから,WZ Sge型矮新星であることが確認された。また,複数回の再増光を示した既知の天体では,再増光はすべてノーマルアウトバーストであったが,このTCP J21040470+4631129はスーパーアウトバースト型の再増光という,観測史上初めての現象を見せた。この現象を説明するためには,スーパーアウトバースト直後に円盤の質量および角運動量が増加し,再び3:1共鳴半径まで円盤が成長することが必要である。本講演では,この特異な現象やメカニズムの詳細について報告,議論する。

12 月 11 日瀬戸口
Title : 電波天文学と電波銀河についてのレビュー

Abstract : 銀河バルジと超巨大ブラックホールは共進化することが示唆されており(Kormendy & Ho 2013)、 その物理過程を理解することは天文学における大きな課題の一つである。 また、AGNからのジェットは母銀河の星生成を抑制する作用を持つと考えられている。 つまり、共進化を考える上でAGNジェットを持つ電波銀河は重要な種族である。 さらに近年の電波観測の発展により、従来は困難であった、電波で暗い天体も含めた探査をすることが可能になった。 今回の発表では 'The faint radio sky: radio astronomy becomes mainstream' (Padovani 2016) に基づき、特に電波銀河に焦点を当てたレビューを行う。

12 月 18 日休会
集中講義(當真賢二さん)

12 月 25 日岡本
Title: Kepler全データを使った太陽類似星スーパーフレアの統計解析

Abstract: 恒星/太陽フレアとは恒星/太陽表面での突発的な爆発現象であり、観測史上最大級の太陽フレア(全エネルギー10^32erg)の10-10^6倍の規模のエネルギーのフレアをスーパーフレアと呼ぶ。以前は太陽型星(G型主系列星)でスーパーフレアは起きないと考えられていたが、Kepler宇宙望遠鏡の測光データ(~500日分)の解析により、スーパーフレアを起こす太陽型星が数百個も発見された(Shibayama et al. 2013)。しかし、その後の分光観測やGaia衛星によって恒星パラメータが修正され、従来の解析に混入していた単独の太陽型星でない星を除外した。その結果太陽類似星(自転周期20日以上の太陽型星)のサンプル数が大幅に減少した(Notsu et al. 2019)。 そこで本研究では、太陽型星と判定されていなかったが新しく太陽型星と判明した星をサンプルに加え、未解析の全期間のKepler望遠鏡のデータ(~1500日分)について検出を行ったことにより、太陽類似星のサンプルサイズは先行研究の約12倍となった。解析した結果、太陽類似星のスーパーフレアは3天体3個から16天体29個に大幅に増加することができた。これにより精度の高い統計的研究を行うことが可能となり、先行研究(Notsu et al. 2019)の結果(1)太陽類似星では数千年に一度の割合で、最大5×10^34erg程度のスーパーフレアが起こる、(2)太陽型星の統計解析から、自転周期の増加ともにフレアエネルギー上限が減少する傾向がみられる、(3)年齢(自転周期)の増加とともにスーパーフレアの発生頻度が減少する、をより明確に示すことができた。(1)は太陽でもスーパーフレアが起こる可能性を強く示唆している。また(2-3)は巨大黒点の面積が自転周期の増加とともに減少することと対応している。

1 月 1 日休会
年末休み

1 月 8 日木邑(D論発表練習)
Title: Observational and theoretical studies on dwarf-nova outbursts

Abstract: My thesis is based on my studies about dwarf novae. Dwarf novae are the best target for studying accretion physics common in many astronomical objects containing accretion disks. They show transient events called outbursts which are the sudden brightening of accretion disks. It is believed that outbursts can be explained by the disk-instability model (DIM) systematically. However, the development of optical telescopes and wide-field surveys have discovered new kinds of light curves unexpected from the past studies about DIM in the era of time-domain astronomy. I have tested and expanded DIM by investigating the mechanism of recently detected unexpected light variations through observations and numerical simulations. In this presentation, I introduce 3 topics from my studies. I found that all of the light variations that we examined can be reproduced in the frame of DIM if we consider the objects have weird binary parameters like extremely low binary mass ratios, very long orbital periods, and so on, and/or take into account new aspects like tilted disks, and that no other physical mechanisms are required. Finally, I concluded DIM is the only one viable model for dwarf-nova outbursts.

1 月 15 日谷本(D論発表練習)
Title: Development of Monte Carlo Based X-Ray Clumpy Torus Model and Its Applications to Nearby Obscured Active Galactic Nuclei

Abstract: An active galactic nucleus (AGN) is essential for understanding the coevolution between the supermassive black hole (SMBH) and their host galaxy. Many researchers indicated that the ubiquitous presence of an obscuring matter composed of gas and dust (so-called ``clumpy torus'') around the accreting SMBH. This clumpy torus plays an important role in AGN feeding that connects the SMBH and the host galaxy as a mass reservoir. However, the basic properties of the clumpy torus (e.g., the hydrogen column density and the covering factor) are still unclear. X-ray observations are a powerful tool to investigate the nature of the surrounding material around the SMBH. This is because X-rays can trace all matter, including gas and dust at various physical conditions. The X-ray spectrum of the AGN mainly consists of two components: (1) direct component from the center and (2) reflection component from the accretion disk and the torus. This torus reflection component carries essential information on the torus structure. For instance, the relative intensity to the direct component, shape of the reflection continuum, and the fluorescent Fe K$\alpha$ line at 6.4 keV depend strongly on the hydrogen column density and the covering factor. To investigate the torus structure from the X-ray spectrum of the AGN, Monte Carlo radiative transfer simulations from complex structures are indispensable. However, it is only recently that X-ray spectra models from clumpy torus have been developed. Hence we worked on the following two studies. In Chapter~3, we construct an X-ray spectral model from the clumpy torus (XClumpy) using the Monte Carlo simulation for Astrophysics and Cosmology framework (MONACO: Odaka+16). The adopted geometry of the torus is the same as that in Nenkova+08, who assumes the power law distribution of clumps in the radial direction and the Gaussian distribution in the elevation direction. We examine the dependence of the X-ray continuum and Fe K$\alpha$ fluorescence line profile on the torus parameters. We compare our model with other torus models: MYTorus model (Murphy+09), Ikeda model (Ikeda+09), and CTorus model (Liu+14). As an example, we also present the results applied to the broadband X-ray spectra of the Circinus galaxy observed with XMM-Newton, Suzaku, and NuSTAR. Our model well reproduces the broadband X-ray spectra. We obtain a hydrogen column density along the equatorial plane $N_{\mathrm{H}}^{\mathrm{Equ}} = 9.08_{-0.08}^{+0.14} \times 10^{24}$ cm$^{-2}$, a torus angular width $\sigma = 14.7_{-0.39}^{+0.44}$ degree, and a 2--10 keV luminosity $\log L_{2-10}/\mathrm{erg \ s^{-1}} = 42.5$. In Chapter~4, we apply XClumpy \citep{Tanimoto19} to the broadband X-ray spectra of 10 obscured AGNs observed with both Suzaku and NuSTAR. The infrared spectra of these AGNs were analyzed by Ichikawa+15 with the CLUMPY code (Nenkova+08). Since XClumpy adopts the same clump distribution as that in the CLUMPY, we can directly compare the torus parameters obtained from the X-ray spectra and those from the infrared ones. Our model well reproduces the broadband X-ray spectra of all objects. The torus angular widths determined from the infrared spectra ($\sigma_{\mathrm{IR}}$) are systematically larger than those from the X-ray data ($\sigma_{\mathrm{X}}$); the difference ($\sigma_{\mathrm{IR}}-\sigma_{\mathrm{X}}$) correlates with the inclination angle determined from the X-ray spectrum. These results can be explained by contribution from dusty polar outflows to the observed infrared flux, which becomes more significant at higher inclinations (more edge-on views). The ratio of the hydrogen column density and V-band extinction in the line of sight absorber shows large scatter ($\sim$1 dex) around the Galactic value, suggesting that a significant fraction of AGNs have dust-rich circumnuclear environments.

1 月 22 日山中
Title: Optical and Near-Infrared Follow-Up Observations of Nearby Supernovae with OISTER and the Seimei telescope

Abstract: Supernova (SN) is an energetic explosion event occurring in the final stage of the stellar evolution. SNe are important objects for the cosmological study, and they are also the source of heavy elements, and the possible candidates of the origin of the gravitational wave/neutrino. However, the progenitor nature is quite ambiguous except for Type IIP SNe. The explosion mechanism is also still unresolved. Thanks to the recent wide-field high-cadence survey (e.g., ZTF, ATLAS, MASTER, ASAS-SN), the new findings related to supernova origin have been provided. Prompt follow-up observations have unveiled the presence of the unexpected circumstellar material (CSM) surrounding the progenitor. Peculiar transients, which were almost not predicted in the framework of the theoretical studies, have also been discovered. In this talk, I will summarize our recent research of SNe. We have performed the follow-up observations of nearby SNe through the Optical and Infrared Synergetic Telescopes for Education and Research (OISTER) and the 3.8-m Seimei telescope. The prompt observations provide the constraints on the progenitor/explosion model for SNe. I'd like to introduce the future prospects of OISTER.

1 月 29 日小川,關,新島(M論発表練習)




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2019 年度世話人: 山田
styamada_[あっと]_kusastro.kyoto-u.ac.jp