Survey of the Universe changing on sec time scale by wide-field, high-cadence photometry and anomaly detection

通过宽视场、高频率光度测量和异常检测对秒级时间尺度上的宇宙变化进行调查

• 批准号: 21H04491
• 负责人: 酒向 重行
• 金额: $ 27.21万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04491/
• 关键词: 時間軸天文学; 広視野サーベイ; 高速観測; 多波長観測; 異常検知

本年度は、Tomo-e Gozenが日々獲得する広視野動画の各フレームに検出される天体像を測光し、時間軸方向に関連付けることで大量の測光時系列データを得るソフトを開発した。また、取得したデータを格納するデータベースの構築と一部のデータを公開するシステムの開発を行った。オンサイトのデータ解析環境の整備を実施した。Tomo-e Gozenで観測した天体の短時間変動現象に関する論文を5本出版した。前年度に提案した確率不等式に基づくデータ要約法 (Elastic Data Binning, EDB) を洗練化し、人工データに対する検出性能を評価した。区間集約近似 (Pairwise Aggregate Approximatin, PAA) に基づくデータ要約法 (SAX)や最新の索引に基づく異常検知法 (Matrix Profile) に比して、EDBは高い検出性能を示すことがわかった。次にフレア由来の突発パタンを検出する問題において、EDBの応用可能性を検証する課題に着手し、検出された突発パタンを可視化するビューアーを作成した。またウェーブレット変換に基づくノイズ除去の効用と深層学習に基づく異常検知法 (DeepAnt) の性能評価を行なった。Tomo-e Gozenで観測したブラックホール2天体の解析を行い、これまで報告があった静穏期での明るさとほぼ一致することが確認できた。一方、同天体で過去に観測されたような可視光での明らかなフレア現象は Tomo-e Gozenの観測では見られなかった。現在、強度変動の上限値などを得るべく、時系列解析を行っている。全天X線監視装置MAXIで検出した突発現象をTomo-e Gozenで自動で即時追観測するシステムを開発し運用を開始した。

今年，我们开发了软件，该软件通过测量Tomo-e每天获取的广阔视频视频的每个框架中检测到的天体图像，并在时间轴方向上将它们关联，从而获得了大量的光度时间序列数据。我们还构建了一个数据库来存储获得的数据并开发了一个系统以发布一些数据。我们已经实施了现场数据分析环境。关于Tomo-e Gozen观察到的天体中短期波动的现象，已经发表了五篇论文。我们完善了上一年提出的数据摘要方法（EDB，EDB），以评估人工数据的检测性能。发现与基于成对骨料近似蛋白（PAA）和最新的基于指数的异常检测方法（MATRIX配置文件）的数据摘要方法（SAX）相比，EDB表现出较高的检测性能。接下来，在检测耀斑突然模式的问题中，我们开始致力于验证EDB的应用潜力，并创建了一个观众，该观众可视化检测到的突然模式。我们还根据小波变换和基于深度学习的异常检测方法（深度）的性能评估了去除噪声的有效性。我们分析了对Tomo-e Gozen观察到的两个黑洞，并确认它们几乎与先前报道的亮度一致。另一方面，如过去在同一物体上观察到的那样，在可见光下的明显耀斑现象并未通过tomo-e gozen观测观察到。当前，正在进行时间序列分析以获得强度波动的上限。我们已经开发了一个系统，该系统会自动立即观察到由Maxi全空间X射线监测设备检测到的突然现象，并开始使用Tomo-E Gozen操作。

项目成果

ランダムカットフォレスト法を用いたライトカーブの突発現象検知

利用随机森林法检测光变突发现象

• 发表时间: 2021
• 作者: 鈴木健太;山本泰生
• 通讯作者: 山本泰生

Deep Simultaneous Limits on Optical Emission from FRB 20190520B by 24.4 fps Observations with Tomo-e Gozen

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac6be8
• 发表时间: 2022-04
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Y. Niino;M. Doi;S. Sako;R. Ohsawa;Noriaki Arima;Jiachen Jiang;N. Tominaga;Masaomi Tanaka

Deep-learning real/bogus classification for the Tomo-e Gozen transient survey

• DOI: 10.1093/pasj/psac047
• 发表时间: 2022-06
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: I. Takahashi;R. Hamasaki;N. Ueda;Masaomi Tanaka;N. Tominaga;S. Sako;R. Ohsawa;N. Yoshida

Discovery of the Fastest Early Optical Emission from Overluminous SN Ia 2020hvf: A Thermonuclear Explosion within a Dense Circumstellar Environment

• DOI: 10.3847/2041-8213/ac375f
• 发表时间: 2021-11
• 期刊: The Astrophysical Journal Letters
• 作者: Jiachen Jiang;K. Maeda;M. Kawabata;M. Doi;T. Shigeyama;Masaomi Tanaka;N. Tominaga;K. Nomoto;Y. Niino;S. Sako;R. Ohsawa;M. Schramm;M. Yamanaka;N. Kobayashi;H. Takahashi;T. Nakaoka;K. Kawabata;K. Isogai;T. Aoki;S. Kondo;Y. Mori;K. Arimatsu;T. Kasuga;S. Okumura;S. Urakawa;D. Reichart;K. Taguchi;Noriaki Arima;J. Beniyama;K. Uno;Taisei Hamada

Video observations of tiny near-Earth objects with Tomo-e Gozen

使用 Tomo-e Gozen 对近地微小天体进行视频观测

• DOI: 10.1093/pasj/psac043
• 发表时间: 2022
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: Beniyama Jin;Sako Shigeyuki;Ohsawa Ryou et al. (23 authors including Doi Mamoru)
• 通讯作者: Ohsawa Ryou et al. (23 authors including Doi Mamoru)