リリース

中性子星の連星をつくる、外層が大きく剥がれた星の超新星爆発を発見

【概要】

2017年、連星を成す二つの中性子星の合体現象が、重力波と電磁波を用いた観測によって世界で初めて捉えられました。実は、中性子星どうしの連星が作られる条件はたいへん難しいと考えられており、その形成過程はこれまで明らかになっていませんでした。この問題を解決するために、国立天文台理論研究部の守屋尭 特任助教らの研究チームは、次のような理論が唱えてきました。中性子星と連星を成している星の外層が大きく剥がれ、その状態で超新星爆発を起こすと、結果、中性子星どうしの連星が作られるという説です。そしてついに、この理論で予測された外層が大きく剥がれた超新星とよく一致する特徴を示す超新星が、過去の観測データからこのたび発見されたのです。これは、中性子星どうしの連星を形成すると考えられる超新星爆発を、世界で初めて捉えた観測と言えます。(2018年10月12日 プレスリリース)

すばる望遠鏡発の精密宇宙論の幕開け ―ダークマター、ダークエネルギーの解明を目指して―

【概要】

すばる望遠鏡の威力を最大限発揮させた超広視野主焦点カメラ ハイパー・シュプリーム・カム(Hyper Suprime-Cam,HSC)による宇宙観測の国際共同研究プロジェクトは,宇宙の3次元ダークマターの空間分布について最も深く(過去の宇宙)かつ広い天域の地図を作成し,解析しました.東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構(Kavli IPMU)の日影千秋特任助教を中心とする,東京大学,国立天文台,名古屋大学,米国プリンストン大学,米国カーネギーメロン大学,台湾中央研究院天文及天文物理研究所(ASIAA)の研究者らからなる国際研究チームは,約 1000 万個の銀河の形状における重力レンズ歪み効果を観測することに成功し,銀河などの宇宙の構造の形成の度合いを表す物理量を精密に測定しました.今回の HSC の結果と欧州宇宙機関(ESA)の宇宙背景放射観測衛星「プランク」および他の宇宙観測の結果と組み合わせることで,研究チームは宇宙最大の謎であるダークエネルギーの性質についても知見を得ることに成功しました.(2018年9月26日 プレスリリース,10月3日掲載)

明らかになった大質量星の最期の姿 ― 厚いガスに包まれた星の終焉

【概要】

大質量星が一生の最期に起こす超新星爆発.その爆発直前の星が大量のガスを放出していることが,このたび明らかになりました.これは標準的な星の進化の理論では考えられていなかったことです.爆発直前に放出される厚いガスに包まれた超新星爆発のシミュレーションと,爆発直後の超新星を多数観測したデータとの詳細な比較とを行った,国立天文台の守屋尭 特任助教らの研究の結果,星の進化の最終段階に新たな知見が加わったのです.本研究は,2018年9月3日付の英国の科学雑誌「Nature Astronomy」オンライン版に掲載されました.(2018年9月4日 プレスリリース)

偏光観測が明らかにした活動的小惑星フェートンの素顔

【概要】
 小惑星フェートン(Phaethon)は彗星に似た特異な軌道を持つ小惑星で,地球に近づくこともあります.この天体は,ふたご座流星群のもとになる塵(ちり)を供給した天体であるとされており,太陽に近づく時期には定期的に物質を放出するなど,彗星に近い性質を持つ「活動的小惑星」としても知られています.このように彗星的とも小惑星的とも言える天体の表面状態はとても興味深く,また謎の多いものです.
 国立天文台天文シミュレーションプロジェクトの伊藤孝士助教らの研究チームは,北海道名寄市においてフェートンの偏光観測を行い,この天体の表面では他の太陽系天体に比べて偏光度がとても大きいことを明らかにしました.この特徴は,(1)表面にある粒子のサイズが大きい,(2)フェートンの表面が空隙率の高い構造をしている,(3)フェートンの表面物質による反射率がとても低い,という3つの可能性があることを示しています.今回の観測結果は地球に物質を供給しながら太陽に繰り返し近づく天体の起源と進化の理解に大幅な見直しをせまるものです.
 この研究成果は2018年6月27日に英国の科学雑誌『ネイチャー・コミュニケーションズ』に掲載されました.(2018年6月29日プレスリリース)

新天文学専用スーパーコンピュータ『アテルイⅡ』始動!

■概要

国立天文台天文シミュレーションプロジェクト(Center for Computational Astrophysics:CfCA)では,天文学専用スーパーコンピュータ「アテルイ」にかわる新たな大規模数値計算専用計算機として Cray XC50 システムを導入し,2018年6月1日より国立天文台水沢キャンパス(岩手県奥州市水沢)にて本格運用を開始します.新しいスーパーコンピュータシステムは,2013年のアテルイ導入時の約6倍,2014年のアップグレード以降の3倍の理論演算性能である3.087 Pflops(ペタフロップス) に向上しました.この性能によってアテルイではできなかったシミュレーションを行い,「理論天文学の望遠鏡」として新しい宇宙の姿を描き出すことが期待されます.この新システムの愛称は,前システムを引き継ぎ「アテルイⅡ(ツー)」と名付けられました.(2018年6月1日 プレスリリース)

アマチュア天文家の捉えた超新星爆発は、爆発の瞬間だった!

【概要】

ラプラタ国立大学天体物理学研究所,東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構(Kavli IPMU),国立天文台,京都大学などの研究者らからなる国際研究チームは,アルゼンチンのアマチュア天文家のVíctor Buso氏が偶然観測した超新星が,ショックブレイクアウトと言われる爆発したばかりの段階であったということを,観測データの解析及びシミュレーションから明らかにしました.ショックブレイクアウトは,理論から長年予測されていたものの,継続時間の短いとされる現象のためこれまで観測で捉えられたことはなく,世界中の研究グループにより探されてきました.重い質量の星がどのように超新星爆発として爆発するのかを理解する上で,今回得られた超新星爆発の最初の瞬間の情報は大変重要な一歩です.本研究成果は英国科学雑誌 Nature の2018年2月22日号に掲載されました.国立天文台天文シミュレーションプロジェクトからは田中雅臣 助教が研究チームに参加しています.(2018年2月22日 プレスリリース)

重力波源からの光のメッセージを読み解く ―重元素の誕生現場,中性子星合体―

【概要】

 2017年 8月 17日にアメリカの重力波望遠鏡 Advanced LIGO とヨーロッパの重力波望遠鏡 Advanced Virgo によって、中性子星合体による重力波が初めて観測されました。日本の重力波追跡観測チーム J-GEM は、国立天文台のすばる望遠鏡,名古屋大学の IRSF 望遠鏡などによって重力波源 GW170817 の光赤外線追跡観測を行うことで、重力波源に対応する光赤外線対応天体を捉え、その時間変化を追観測することに成功しました。これは重力波源が電磁波で観測された初めての例です。中性子星合体では鉄より重い金やレアメタルなどの元素を合成する過程である「 r プロセス」が起き、新たに作られた元素の放射性崩壊によって電磁波が放出されること(通称「キロノバ」)が国立天文台のスーパーコンピュータ「アテルイ」を使ったシミュレーションによってかねてより予測されていました。観測された光赤外線対応天体の性質はキロノバ放射の理論計算とよく一致しており、本研究成果は中性子星合体 GW170817 で金などの重元素合成が起きたことを強く示唆するものです。この研究は重力波と光赤外線の観測が協調した「マルチメッセンジャー天文学」、さらに理論シミュレーションによって実現したものです。(2017年10月16日 プレスリリース)

表面での爆発から星の死への旅立ち

【概要】

東京大学,京都大学,国立天文台,東京大学国際高等研究所 カブリ数物連携宇宙研究機構の研究者からなる研究グループは,すばる望遠鏡に搭載された超広視野主焦点カメラ「Hyper Suprime-Cam(ハイパー・シュプリーム・カム)」を用いた観測により,爆発直後の Ia 型超新星をとらえることに成功しました.この超新星の観測的特徴を解明するためにスーパーコンピュータ「アテルイ」によるシミュレーションを行った結果,白色矮星の外層部にあるヘリウムが核融合反応を起こすことを引き金に, 衝撃波が中心に伝わって,星全体が爆発したと考えると説明できることがわかりました.この機構は数十年来提案されていましたが,その確たる証拠がとらえられたのは初めてです.本研究は Ia 型超新星の爆発機構を解明する第一歩であり,Ia 型超新星を宇宙論的距離測定の標準光源として用いる精度を高めることにも役立つと期待されます.本研究成果は,2017年10月5日付で英国の科学雑誌『ネイチャー』に掲載されました.(2017年10月5日 プレスリリース)

ビッグバン直後の超音速ガス流が生んだモンスターブラックホールの種

東京大学と京都大学を中心とする研究グループ(テキサス大学天文学専攻の平野信吾 日本学術振興会海外特別研究員、京都大学理学研究科の細川隆史准教授、東京大学大学院理学系研究科/国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構(Kavli IPMU)主任研究員の吉田直紀教授ら)は、「アテルイ」をはじめとするスーパーコンピューターを用いたシミュレーションを行い、ビッグバン後の超音速ガス流から太陽の 34,000 倍もの重さをもつ巨大ブラックホールが誕生することを明らかにしました。この巨大ブラックホールが成長することで、これまでの観測で見つかった最遠方の宇宙に存在する超大質量ブラックホール(モンスターブラックホール)の起源と成長を説明することができます。本研究成果はアメリカ科学誌 「Science」 のオンライン版で9月29日に掲載されました。(2017年9月29日 プレスリリース)

宇宙線誕生過程の解明に大きく迫る:スーパーコンピュータ「京」を使った 1 兆粒子シミュレーションで強い天体衝撃波の 3 次元構造を世界で初めて解明

千葉大学大学院理学研究院 松本洋介 特任准教授、東京大学大学院理学系研究科 天野孝伸 准教授、星野真弘 教授、国立天文台天文シミュレーションプロジェクト 加藤恒彦 専門研究職員の研究グループは、スーパーコンピュータ「京」を使った超大規模数値実験により、 超新星爆発等によって発生する強い天体衝撃波の 3 次元構造を世界で初めて明らかにしました。約 1 兆個のプラズマ粒子の運動を追跡することで、「冷たいプラズマがどうやって宇宙線のエネルギーまで加速されるのか?」という宇宙線誕生過程の解明に大きく近づくことができました。本成果はアメリカ物理学会が発行する Physical Review Letters 誌に掲載されました。(2017年 9月 25日 プレスリリース)

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