談話会
Colloquium

山本 直明 (東北大学)
すばる超広視野カメラHSCと狭帯域フィルターで探る遠方銀河団
近傍宇宙の観測によると銀河の特性(色、年齢、形態など) は、銀河がどのような周辺環境にいるかによって大きく異なっている。これらの銀河の環境依存性の起源や進化を過去に遡って調べていくことは、銀河の形成進化の歴史を辿る上で非常に重要なテーマである。これまで環境効果が最も顕著に現れる銀河団を探す様々な試みがなされてきた。しかし遠方銀河団のサンプル数も少なく統計的に調べられてきた例は少ないという問題や、形成から十分に時間の経った銀河団が見つかるバイアスがあった。そこで私たちは従来よりも視野が広く深い観測データのある、すばる広視野撮像装置HSC に着目した。この装置は一つの視野で宇宙の大規模構造や数多くの銀河団を効率よく捉えることができる、銀河団探査に適したユニークな装置である。私たちはHSC の4 年に渡るレガシーデータ(HSC-SSP) を使って大規模な銀河団サーベイを行った。ここでは私たちは2 種類の銀河を手掛かりに銀河団サーベイを行った。一つ目はRed sequence survey である。これは従来行われてきた探査方法に近い方法であり、赤く古い銀河の高密度領域を見つけることができる。二つ目はBlue cloud survey であり、青く若い輝線銀河([OII], [OIII]など)の高密度領域を見つけることができる。サーベイの結果、様々な進化段階の銀河団候補を見つけることに成功した。さらにBlue cloud survey で見つかった銀河団候補の中で、輝線銀河が多く群れている領域をBlue dominated cluster と命名し、赤い銀河と青い銀河どちらも群れている領域をDual cluster と命名した。銀河の色等級図や光度関数によると、Blue dominated cluster では明るい側にのみ赤い銀河が分布しているが、Dual cluster では赤い銀河が暗い側にまで分布していることが確認できた。私たちの結果は、明るく重い銀河が先に進化し、暗く軽い銀河ほど遅れて進化する「ダウンサイジング」のシナリオと一致する。最後にこのプロジェクト(HSC2) とすばる次世代多天体分光装置のPFS との関わりなど、他の研究との関係について触れる。

岡田 航平 (東北大学)
三次元非等温円盤におけるタイプ１惑星移動
現在まで４千個以上もの太陽系外惑星が発見されており、太陽系のような惑星系が宇宙に普遍的に存在していることがわかってきた。一方、惑星形成理論については未解決な問題が幾つか残されている。中でも最も深刻な問題が惑星落下問題である。惑星は若い星の周囲に存在する原始惑星系円盤とよばれるガス円盤の中で形成されたと考えられているのだが、地球質量程度以上の惑星はこのガス円盤との重力相互作用により負のトルクを受けて、形成途中にタイプ１惑星移動と呼ばれる急速な落下をすることが多くの研究で示されており、そのため惑星系の形成を説明できなくなっているのである。
ガス円盤が惑星に及ぼすトルクは、線形計算と数値流体計算の２つの手法で調べられてきた。Tanaka et al. (2002) は三次元線形解析を行ったが、その計算は等温円盤のみに限定されていた。これは動径方向に温度勾配をもつ円盤に対する彼らの三次元線形計算に発散が含まれているためであった。本研究では、彼らの三次元線形計算においてトルクは三次元の各モードの主に最低次のモードによって決まっていることと、温度勾配による発散は最低次以外の高次のモードにのみ含まれていることに着目し、この三次元の最低次モードの成分のみを計算することで温度勾配をもつ円盤におけるトルクを近似的に算出した。その結果得られたトルクは先行研究で行われた三次元数値流体計算の結果とよく一致していた。
さらに、線形計算では考慮できない非線形効果にも着目し、それを二次元数値流体計算で明らかにする研究も行った。この非線形効果は円盤の粘性が小さいことに起因するもので、特に粘性が中程度の場合に共回転共鳴によるトルク成分が非常に大きくなることが先行研究の二次元数値流体計算で示されていた。本研究では、惑星重力ポテンシャルに対して上で述べた三次元の最低次モードの成分を流体計算に用いることにより、円盤が三次元に分布する効果を、より正確に模擬した二次元数値流体計算を行った。本研究の精度の高い計算により、先行研究で示された共回転共鳴におけるトルクの増大はかなり弱まることが示された。

内山 瑞穂 (国立天文台)
Infrared variability in massive young stellar objects
Massive stars play an important role in the galaxies and cosmic evolution. However, detailed mass-growth processes of massive young stellar objects (MYSOs) were not clear until now. Because the formation of massive stars is deeply obscured by dense gas and dust, and is located relatively far from us, their physical structures are hard to resolve. Variability study is a promising method for this purpose. Such studies of low-mass young stellar objects at optical and infrared wavelengths have proven to be powerful tools for deciphering the physics of star formation and pre-main-sequence stellar evolution. However, few works were made in MYSO studies.
Here we show our recent works of 1) MYSOs’ variability search using WISE archival data and 2) follow-up NIR monitoring of the accretion outburst MYSO S255-NIRS3. In the first work, we found 5 variable MYSOs and they show various time and color flux variation. It indicates various origins of variability, such as change in accretion rate or line-of-sight extinction. We also found a periodic variable MYSO (~ 700 days), possibly binary interaction origin. In the second work, we obtained the most complete NIR light-curve of S255-NIRS3 and showed its characteristics are similar to EXors, lower-mass accretion burst YSOs. We also discussed relation between class II methanol maser light-curves and origin of observed time-delay.

長尾 颯太 (東北大学)
ガンマ線バースト残光の偏光の波長依存性
ガンマ線バースト(gamma-ray burst, GRB)は宇宙で最も明るいとされるほどの大量のガンマ線が短時間の間に点源から降り注ぐ現象として観測されており、現在では相対論的ジェットからの放射だと考えられている。しかしジェットの形成機構や衝撃波粒子加速機構、磁場の増幅機構などモデルの骨格とも言えるメカニズムには多くの未解決問題が残されている。いずれの機構においてもジェット内の磁場が深く関っているため、磁場構造に対する情報を持つ偏光の観測は有用な手法となる。近年ALMA望遠鏡によって初めて電波におけるGRBの残光偏光観測が行われた。GRB171205Aの残光の観測から、非加速電子の存在とファラデー回転効果による消偏光が行われていることが示唆された。さらに直線偏光度と同時に得られた偏光角は波長ごとに大きく異なる値をとっており、既存の偏光モデルでは説明が困難である。そこで本研究では、乱流磁場が偏光角の波長依存性に対して与える影響についてモンテカルロシミュレーションによって調べた。結果として、乱流磁場と揃った磁場の強度比によって偏光度と偏光角の多様な波長依存性が表れることが確かめられ、非相対論的な電子の存在がGRB171205Aの観測と整合的であることが明らかとなった。

幅崎 裕太 (東北大学)
Mira型変光星の光度曲線のWavelet解析
　Mira型変光星とは100〜1000日の周期で明るさが変動する脈動変光星である。Mira型変光星は古くから観測され、中には脈動周期や振幅、平均光度が長い時間をかけて変化するものが発見されている。その時間変化の大きさやタイムスケールは天体によって様々である。天体の内部構造の変化や質量放出が、変化の原因ではないかという説はあるものの、詳細は不明のままである。理解を阻む最大の原因は、非常に長い観測期間(>10年)のデータが必要であることによる。
　そこで本研究ではOGLEの観測データを使って多数のMira型変光星の周期や振幅、平均光度の時間変化を調べた。OGLE とは大マゼラン雲、小マゼラン雲、銀河系バルジの3つの領域を10年以上に渡って観測し続けているサーベイで、約8000 天体ものMira型変光星が見つかっている。現在CCDで観測されている変光データとしては観測期間が最長であり、Mira 型変光星のような長周期変光星であっても周期や振幅、平均光度の変化を求めることが可能である。
　本研究では周期や振幅、平均光度の変化を求める解析手法としてWavelet解析(weighted wavelet Z-transform)を用いた。この手法は、実際の観測のようにサンプリング間隔が一定でないデータに対しても、周期、振幅、平均光度の時間変化を一挙に求めることができる強力なツールである。これにより、今まで調べてこられなかった時間変化の様子を新たに求めることができた。本発表ではその解析結果の報告を行い、時間変化の現象やその原因について考察する。

鈴木 方隆 (東北大学)
低金属度大質量星の脈動不安定性について
　クェーサーの観測によって、宇宙誕生から１０億年以内に太陽の１０億倍の質量を持った巨大なブラックホール（超大質量ブラックホール）が存在することが分かっている。短時間で巨大なブラックホールが形成されるためには、重い種ブラックホールの存在が必要である。種ブラックホールについてはいくつか形成シナリオが提唱されており、その１つに星団合体シナリオがある。このシナリオでは、初期宇宙でわずかに金属を含む星形成ガスを考える。このとき、金属やダスト冷却により、ガス雲が分裂して星団が形成される。その星団内の星が合体してできる大質量星を起源として種ブラックホールが形成される。先行研究によると、星団内の星の合体によって、数百〜数千太陽質量の星が形成される。このような大質量星は一般に不安定である。不安定性が成長すると質量損失を起こすため、重いブラックホールの形成を阻害する可能性がある。しかし、これまでは０または太陽金属量の大質量星についてしか計算されておらず、わずかな金属量をもった星については考慮されていない。
　そこで本研究では線形摂動解析を用いて、様々な質量・金属量の大質量星について脈動不安定性を調べた。その結果、質量と金属量が大きくなると不安定性が大きくなることが示された。しかし、質量損失を計算した結果、質量損失は高々全質量の25％であり、大質量星のまま存在することが分かった。この計算によって、脈動不安定性によって重いブラックホールの形成が阻害されないことが示された。

Ingyin Zaw (NYU Abu Dhabi)
Probing the Innermost Parsec of AGN with Water Masers
Determining the geometry and dynamics of the inner-most parsec of active galactic nuclei (AGN) is critical for understanding accretion and the relationship between AGN and their host galaxies. Water maser emission at 22 GHz provides a unique resolvable tracer of warm, dense molecular gas in the central parsec AGN. Studies of individual systems can be used to determine a broad array of the properties, including supermassive black hole mass, distance to the host galaxy, geometry of the accretion disks and outflows. In addition, population studies of masers offer clues to the relationship between maser emission and their host AGNs and can be used to test theories of accretion. In the talk, I will discuss both individual maser systems, focusing on a rare disk maser in a low mass galaxy which contains an anomalously low mass black hole, and population studies, in particular using masers to probe the temperature profile of accretion disks and correlations of maser properties with host AGN activity and SMBH mass.