13 0 0 0 OA 可積分な多項式ハミルトン系の完全リストの作成
- 著者
- 吉田 春夫 アンジェイ マチエフスキー マリア プシビルスカ
- 出版者
- 国立天文台
- 雑誌
- 基盤研究(C)
- 巻号頁・発行日
- 2006
全エネルギーが負の時のケプラー運動の軌道は,初期値によらず周期軌道(楕円軌道)になる.この軌道が常に周期軌道になるという性質は,考える系が最大数の独立な第一積分を持つこと,つまり系の超可積分性の帰結である.本研究ではポテンシャル場での質点の運動がこのような超可積分性を持つための必要条件を,具体的なアルゴリズムの形で初めて与えた.本結果は科学研究費補助金によって可能となったポーランドの研究協力者との共同研究によって得られた.
6 0 0 0 OA 日本書紀・続日本紀と日本天文学の発達
4 0 0 0 『天の磐戸』日食候補について
4 0 0 0 数値シミュレーションによる外惑星軌道の安定性
冥王星の軌道は正のリアプノフ指数を持ちその意味でカオス的な軌道である。本研究では、過去・未来112億年間の外惑星系の数値シミュレーションを行い、海王星と冥王星の間の共鳴関係が冥王星軌道の安定性に果たす役割について調べた。1,従来から知られていた3個の共鳴関係の他に、"海王星と冥王星の昇交点経度の差の3倍と海王星と冥王星の近日点経度の差の和が180度の回り110度の振幅、5.9億年の周期で秤動する。"という新しい関係を見付けた。重力効果だけの働く保存系では、これらの4個の共鳴関係が少なくとも112億年正確に維持することを確かめた。また、これらの関係は冥王星が海王星に大接近するのを妨げるように働き、冥王星の軌道安定化機構として作用していることを確かめた。2,冥王星とその近傍に配置したテスト天体の相空間上での距離は時間と共に指数関数的に増加するが、共鳴関係の振幅以下で飽和し、それ以上には増加しかった。すなわち、冥王星近傍の軌道は海王星との共鳴間系により、運動領域が制限され、軌道要素は周期的変動幅以下でしか変化出来ないことになり、大局的な軌道は準周期運動となるが、軌道要素の差が飽和値以下の微小運動領域内では運動を制限する力が働かないため、軌道はカオス的で、リアプノフ指数は正となることを示した。3,重力効果だけの働く保存系では外惑星の軌道配置は112億年の間、現在と殆ど変わらなかった。これは、太陽系誕生期には非保存力が働いていたことを暗示している。現在の惑星配置及び惑星相互の共鳴関係がエネルギー散逸過程とどう結び付くのかは今後の重要な研究課題である。
3 0 0 0 OA スパースモデリングを用いた超巨大ブラックホールの直接撮像
- 著者
- 本間 希樹 加藤 太一 植村 誠 野上 大作 秦 和弘 大島 誠人 笹田 真人 田崎 文得 秋山 和徳
- 出版者
- 国立天文台
- 雑誌
- 新学術領域研究(研究領域提案型)
- 巻号頁・発行日
- 2013-06-28
巨大ブラックホールの直接撮像のため、スパースモデリングを用いた電波干渉計の超解像技法を開発した。それを既存の実データに応用して超解像が可能なことを実証し、M87の巨大ブラックホールの最も近いところでジェットの根本を分解することに成功した。また、巨大ブラックホールの直接撮像を目指す国際ミリ波VLBI網の観測を2017年4月に初めて実現した。そして、開発した手法によりブラックホール撮像可能な分解能が得られ、巨大ブラックホールの直接撮像が実現できるレベルに到達していることを示した。さらに、スパースモデリングの手法を天文学の様々なデータ解析にも応用し、この手法の有効性を幅広く示した。
3 0 0 0 XMLを利用した日本の歴史天文史料データベースの構築
本研究は神田茂氏の「日本天文史料」をXMLでマークアップ化を行い、XMLデータベースを用いて実装し、Webアプリケーションとして公開することおよび、マークアップの仕様を公開することが目的である。平成20年度は、「日本天文史料」の文献のデータモデルの策定とデータ校正作業の完了を目指し、作業を進めた。データ校正作業は中西華氏に従事していただき、校正作業に関してはほぼ完了することができた。データモデルの策定は山本と中西華氏と共同で議論しながら策定を進めた。YAML形式でデータを作成することで、入力作業の簡易化を目指して策定を進めたが、文献構造の形態が予想以上にさまざまあり、細かい部分のモデルの策定作業が残ってしまった。データ入力作業は継続して続けていき完成を目指す予定である。日食帯の描画ツールについては実装も完了し、公開に向けてサーバの準備中である。この描画ツールの最大の特徴は地球自転変動パラメータΔTだけでなく潮汐補正値もパラメータとして変化させて日食帯を描画させることができることである。7月7〜11日にオーストラリアで開催された第6回東洋天文学史国際会議にて谷川が「春秋時代の日出・日入帯食」について、相馬が「7世紀の日本の天文学」についてそれぞれ発表を行った。また、12月19、20日に同志社大学・今出川校地にて第2回天文学史研究会および談天の会第41回例会を開催した。関西方面のみならず、遠方からの参加者も多くあり、とても有意義な研究会となった。この研究会の記録は集録として発行した。
3 0 0 0 過去2000年における地球自転速度の急激な変動の検出
我々の研究は西暦628年(推古天皇36年)の日本書紀最初の日食記録が記録どおりに皆既日食であったことを明らかにしたことに端を発している.これにより,過去の地球自転速度変動を明らかにすることの重要性が認識されたためである.我々は地球自転回転角パラメータΔTと同時に月の潮汐項を決める手法を開発し,これによって,まず,紀元前200年以降,現在まで,月の潮汐項がほぼ一定であることを明らかにした.これは,紀元前198年から紀元前181年までの中国とローマにおける皆既日食と金環日食の記録,および,紀元後616年,628年,702年の中国と日本における皆既日食や皆既に近い日食と紀元後681年の日本の火星食の記録などから判明した事実である.ΔTの値については,紀元後1年以後1200年までの中国や欧州の日食記録を調査し,454年と616年の間に3000秒以上の急激な減少が,また,873年と912年の間に600秒以上の急激な減少があったが,その他には特に目立った変化がないことがわかった.さらに,ΔTの値が他の期間では減少傾向にあるのに対して,616年と873年の間ではほとんど変化がないか,むしろやや増加していることが明らかになった.これは,西暦628年と873年の日本の日食記録,616年,702年,729年,761年,822年の中国の日食記録と840年のベルガモ(イタリア)の日食記録などから判明したものである.この他,ΔTの決定には,月食の時刻記録も有用であり,将来の解析に用いるため,世界の古代におけるこれらの記録を収集し,計算機で扱えるファイルとして保存する作業も行った.
3 0 0 0 平成3年7月11日メキシコ日食による太陽コロナの観測
- 著者
- 山下 泰正 田邊 俊彦 磯部 しゅう三 西野 洋平 北井 礼三郎 末松 芳法 黒河 宏企 平山 淳 中村 士 代情 靖 船越 康宏
- 出版者
- 国立天文台
- 雑誌
- 国際学術研究
- 巻号頁・発行日
- 1990
1.研究の概要平成3年7月11日の皆既日食は、7分近い皆既継続時間を持つ今世紀最大規模のものであった。この貴重な機会を利用して、平常では十分行なうことが出来ない太陽コロナの精密観測を実施して、その物理状態を調べる事が本研究の目的であった。研究調査は、2年に跨ってメキシコ国内各所で行なわれ、初年度は観測地の調査選定を、本年度は皆既日食本観測を実施した。当初、メキシコ国内の治安の悪さ、自然環境の厳しさ等危惧されたが、初年度の予備調査により、晴天率、望遠鏡設置条件、居住条件、安全性、機材輸送経路等の諸条件を十分検討して観測地点を選択したこと、予めメキシコ大学その他現地の協力機関と折衝出来たこと等により、約40日にわたる本年度調査は、概ね順調に実施され、晴天にも恵まれて太陽コロナその他の観測に成功した。2.研究の実施経過日本観測隊は11名により構成された。内訳は国立天文台6名、京都大学理学部3名、海外保安庁水路部2名である。前者2機関9名が本研究計画により派遣されたものである。3チ-ム8名(国立天文台3名、京都大学3名、水路部2名)は、カリフォルニア半島南端のラパス市にて、1チ-ム(国立天文台3名)が、メキシコ市南東のポポカテペトル山(5452m)にて観測した。全員メキシコ市日本大使館にて打ち合わせた後、2箇所に分かれて、設営準備を開始した。ラパス隊はカリフォルニア半島北端のエンセナ-ダ港にて、観測機材(全重量8.7トン)の通関手続きを行った後、トラック2台によりラパス市までの1600kmを陸送した。予め選定していたラパス市郊外の南バハカリフォルニア自治大学の運動場にて、観測機械を設置し、調整、テスト観測等約20日間余りにわたる準備を行なった末、皆既日食当日に臨んだ。当日は快晴に恵まれ、観測機器も順調に作動して観測に成功した。観測機材散収梱包作業後、再びトラックにて陸送し、エンセナ-ダ港にて通関手続き、船積み手続き完了後メキシコ市に帰還した。ポポカテペトル隊は、メキシコ大学天文学教室の応援を得て、5400mの山頂付近に観測機器を設置した。皆既当日は朝から快晴で、後半薄雲の影響を受けたものの、観測機器も正常に作動して観測に成功した。3.研究の成果得られた多くの観測デ-タの解析は現在進行中であるが、観測デ-タの内容と予備的な解析結果はすでに、別冊の研究成果報告書「平成3年7月11日メキシコ日食による太陽コロナの観測」としてまとめられている。その概要は次の通りである。(1)太陽コロナの微細構造の観測によるコロナの熱力学構造の研究。異なる温度構造を代表する4本の輝線、既ち中性水素輝線Hα(1万度)、9回電離鉄イオン6374輝線(100万度)13回電離鉄イオン5303輝線(200万度)、14回電離カルシウム5694輝線(350万度)と連続光の、合計5種類の単色フィルタ-によって、内部コロナの単色像を多数撮影した。これによってコロナ中の高温ル-プ、低温ル-プ、紅炎周縁等の微細温度構造を示すデ-タを、従来にない高分解能で得ることに成功した。予備的な解析から、コロナのル-プ構造は従来から考えられていた「中心が冷たく外側が高温」の同軸モデルでは説明できない構造が多いことが判った。(2)太陽コロナ中の低温物質の起源の研究中性ヘリウむ輝線10830(1〜10万度)と10000オングストロ-ム連続光及び13回電離鉄輝線5303の単色像を撮影すると同時に、紫外領域と赤外領域の偏光分光観測により、カルシウムイオンH.K輝線、ヘリウム10830輝線等のスペクトルを多数撮影した。予備的な解析によると、コロナ中には、紅炎以外には、はっきり検出できる低温物質が存在しないようである。又、Kコロナの観測から、コロナストリ-マ-の太さを調べた結果、太陽表面では約15〜40秒角の大きさの構造につながる事が判った。(3)太陽周縁の塵の研究4波長(5325A、5965A、7200A、8015A)の広帯域フィルタ-と偏光板によって、外部コロナの二次元偏光測光を行い、偏光の二次元分布図を作成した。これから、真のFコロナ偏光成分を求めるためには、地球大気によるバックグラウンド偏光成分とKコロナのストリ-マ-偏光成分とを分離する必要があり現在整約を続行中である。これにより、太陽周縁の惑星間塵の分布及び物理状態を調べることが出来る。
2 0 0 0 近赤外広域サーベイの計画作成
本研究のテーマは、褐色矮星、近赤外ディープサーベイの星状天体の解釈及びスペースイメージング赤外干渉計の感度の計算に大別される。若い褐色矮星の研究からは、褐色矮星が、星のように単独でも、伴星としても検出されることがわかった。スペースミッションは、多数の冷たい褐色矮星を検出する可能性を持つが、地上観測は、暖かい褐色矮星にしか感度をもたない。低温褐色矮星SDSS 1624+00の時間分解されたスペクトルの変動を調べることで、褐色矮星の気象の研究を行った。観測時間は、80分と短かったが僅かな変動がみられた。狭い領域のディープサーベイは、限界等級を深くしていったときどのような宇宙が見えてくるかを知る目的で、広域サーベイと相補的な役割を持つ。また、そこからスターカウントモデルを構築することで、サーベイ一般がどのような数の星や褐色矮星を見つける可能性を持つのかを予言することができる。我々が構築したスターカウントモデルは、UKIRT Wide Field Surveyの褐色矮星検出効率を予想し、Next Generation Space Telescopeがみる究極の銀河系の姿を描きだした。サーベイにより検出された天体を高い空間分解能でフォローアップするための究極の装置は、スペース干渉計である。また遠赤外線においてコンフュージョンをさけてディープサーベイを行い銀河カウントを行えるのも、スペース干渉計である。まず我々は、スペース干渉計の感度の公式を導いた。そしてその公式を現在計画されているTerrestrial Planet FinderやDarwinに応用した。そして、冷やさない干渉計が冷やした望遠鏡よりも感度が良いこと、冷やした干渉計は、宇宙論的に意味のある観測が可能でるあることを見出した。
2 0 0 0 流星塵-彗星塵、小惑星塵の進化論的解明;熱的進化・風化作用の解明
2006年12月から2008年5月まで、ハワイ大学のInstitute for Astronomy(IfA)に滞在した。ハワイ大学の所有する口径2.2メートルの大型光学望遠鏡を使用して、過去に彗星活動のあったと考えられる近地球型小惑星3200番フェートン(ふたご座流星群の母天体)と軌道力学進化的に関連し分裂破片の可能性のある小惑星2005UD、そして小惑星1999YCについて、多色測光(カラー観測)、ライトカーブ、自転周期、サイズを導出してきた。1999YCと2005UDの表面的特長とフェートンのそれと比較した結果、始原的な部類であるC,Bタイプであることが明らかにされた。1999YCもフェートンからの分裂破片である可能性がある。ライトカーブ観測からは、歪な形状であることが明らかにされた。得られた結果から、フェートンの分裂・枯渇化の可能性について追及した。流星研究から推測されているフェートンの表面と内部との熱的進化の違いについての知見も加え(Kasuga et al.2007)、総合的に枯渇彗星の進化について議論した。結果、フェートンの母天体は内部に氷を含んだ比較的サイズの大きい小惑星であった可能性を提案することができた。参考 Kasuga & Jewitt 2008,Astronomical Journal,Vol.136,pp.881-889
1 0 0 0 事象の地平線スケールの動画解析で探る巨大ブラックホールの動的描像
- 著者
- 本間 希樹 笹田 真人 池田 思朗
- 出版者
- 国立天文台
- 雑誌
- 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
- 巻号頁・発行日
- 2019-10-07
人類史上初めて巨大ブラックホールの影を静止画で捉えたEHT(Event Horizon Telescope)による観測的研究を発展させ、さらなる観測データの蓄積と画像解析方法の向上により画像に時間軸を導入した動画撮影を目指す。それによって、ブラックホール周辺で起こるガスの運動やジェットの放出現象などさまざまな物理現象の時間変動を捉え、ブラックホールおよびその周辺の動的な姿を明らかにする。
1 0 0 0 オールトの雲へ: 小望遠鏡群で拓く太陽系のさいはて
1 0 0 0 アルマ望遠鏡で解剖するサブミリ波銀河の内部構造
PFS分光探査による銀河形成と宇宙再電離研究のため、一様なターゲット選択と星質量推定に必須の近赤外線画像をCFHT望遠鏡観測で準備し, 2022年からのPFS分光探査を実現する。これにより、赤方偏移0.7-7の30万個の銀河スペクトルを取得し、銀河間物質(IGM)の中性水素(HI)ガス分布を描く新しい手法も駆使しながら宇宙大規模構造の中で放射と物質交換を通して形成される銀河の描像を探る。特に、宇宙再電離期の電離泡の存在の有無、銀河間のガスのフィラメントが普遍的存在する銀河形成の検証、星形成フィードバックの原因を探る。
1 0 0 0 近赤外線広波長帯域面分光観測による最盛期銀河形成活動の探求
銀河がどのように生まれ、現在の宇宙で見られる形にまで進化してきたか、を明らかにするには、z>1以前にまで遡ってその物理状態(星形成率、星質量、金属量など)を調べる必要がある。本研究では大型近赤外線分光カメラSWIMSのための近赤外線面分光ユニットを開発し、これらをすばる望遠鏡およびTAO望遠鏡にを取り付けてz>1銀河の分光観測サーベイを行う。星形成最盛期における銀河を空間的に分解して分光し、その物理状態の空間分布を明らかにすることにより、形成期の銀河進化の過程を明らかにする。
1 0 0 0 OA 3次元輻射磁気流体力学計算による多種多様なブラックホール噴出流の統合理論の構築
1 0 0 0 OA 銀河進化と元素合成の統合的理解に根差したr過程元素の中性子星合体起源説の全貌解明
金やプラチナに代表される中性子を素早く捕獲して形成されるr過程元素の天体物理学的起源については、未だ同定できていない。2017年の夏、連星系にある2つの中性子星の合体がその起源であるという極めて有力な手掛かりを我々は掴むこととなったが、まだ断定できる状況には程遠い。さらに、中性子星合体が唯一の起源であることに対し、複数の観測事実が疑問を呈している。本研究は星の化学組成という独自の視点からr過程元素の起源に迫ろうとするものであり、我々は中性子星合体が支持されること、しかし一方で銀河形成初期では特殊な超新星(磁気駆動型超新星)が出現していたことを突き止めた。
1 0 0 0 OA 東アジアとインドの天文学(紀元1000年まで)
1 0 0 0 高感度・高分解能のX線撮像分光観測による太陽フレア粒子加速の研究
研究代表者は、宇宙科学研究所のグループと三菱重工業と共同で、太陽X線集光撮像観測ロケット実験 FOXSI-2 のフライト検出器の開発を行った。この検出器は、65 μm という極めて微細な位置分解能を持つ。また、エネルギー分解能も1 keV 以下を達成し、~4 keV という低いエネルギーからの観測が実現できることとなった。FOXSI-2 ロケットに前述の研究代表者が開発した CdTe 検出器を搭載し、打ち上げを行って太陽を観測した。検出器は正常動作し、集光撮像による硬X線観測で、世界で初めて太陽の活動領域を複数同時検出することに成功した。1000万K を超える高温プラズマは、硬X線以外の波長では観測が難しく、活動領域における高温プラズマの分布はあまり明らかになっていなかった。FOXSI-2 の高感度と、ひので衛星のX線望遠鏡をはじめとする多波長の同時観測により、コロナのプラズマの温度構造、空間構造をこれまでにない精度で明らかにすることができた。太陽フレアのエネルギー源である太陽大気の磁場を観測するため、太陽彩層上部・遷移層の磁場を簡素するロケット実験 CLASP に向け、波長板モーターの開発と評価試験、CLASP ロケットの組み立てと波長板モーターの取り付けを行った。また、ロケットの組み上げ、波長板モーターの取り付けを無事完了し、共同研究期間である NASA が開発した CLASP 搭載 CCD カメラのフライト品とのインターフェース確認を行い、予定通り偏光観測を行うことができることを確認した。