連星中性子星合体から数時間後の電磁波対応天体から迫るブラックホールの活動性

双中星合并后数小时，黑洞活动从电磁兼容天体接近

• 批准号: 19J00214
• 负责人: 松本 達矢
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J00214/
• 关键词: 高エネルギー天体物理学

本年度はイスラエル国ヘブライ大学に滞在して在外研究に従事した。同大学のTsvi Piran教授とともにブラックホールに関連した高エネルギー天体物理学に関する研究を行なった。まず、昨年度から継続して超巨大ブラックホールによる潮汐破壊現象に関する研究を行なった。潮汐破壊現象のプロセスはこれまで多くの研究が行われていたが、破壊後の恒星の残骸がどのように振る舞い、観測されている電磁波放射を駆動しているかはよくわかっていない。我々は特に電波放射に注目し、破壊後に期待される様々なアウトフローの性質を考慮して電波放射を計算し、観測と比較した。その結果、電波放射を説明するためには立体角の大きなアウトフローが必要があることがわかった。また、多くの潮汐破壊現象に関して相対論的ジェットは付随していない、という結果を得た。また、高エネルギーニュートリノが付随したと考えられている潮汐破壊現象AT2019dsgに関して、電波放射の解析を行い、一部の研究者によって主張されいたニュートリノが電波放射源で生成されている説を棄却した。また、昨年度に共同研究を行なったイタリアの観測グループと共同して短いガンマ線バーストGRB 200522Aからの電波残光の解析を行い、中性子星合体後に強磁場を持つ中性子星が残されるモデルに関して制限を得た。強磁場の中性子星が残される場合、回転エネルギーを解放して放出物質に注入することで非常に明るい電波放射が期待される。今回の観測で得られた電波残光の上限から、典型的な強磁場中性子星のエネルギーでは放出物質量は約0.03太陽質量以下であるという制限を課した。この制限は今後の観測でより厳しくなる。以上から本年度は電波放射というキーワードを元にブラックホール、また中性子星からのアウトフローを探ることでその活動性を調べる研究ができたと言える。

今年我留在以色列希伯来大学从事海外研究。他与同一大学的Tsvi Piran教授一起进行与黑洞相关的高能天体物理研究。首先，从去年开始，我们对超大质量黑洞引起的潮汐破坏现象进行了研究。尽管人们对潮汐毁灭的过程进行了大量研究，但尚不清楚恒星的残余物在毁灭后如何表现并驱动观测到的电磁辐射。我们特别关注射电发射，通过考虑破裂后预期的各种流出的特性来计算射电发射，并将其与观测结果进行比较。结果发现，需要大立体角的流出来解释无线电波辐射。我们还发现许多潮汐破坏现象并不伴随着相对论性喷流。我们还分析了被认为伴随着高能中微子的潮汐瓦解现象AT2019dsg的无线电波辐射，并驳斥了一些研究人员提出的中微子是由无线电波辐射源产生的理论。此外，我们与去年进行联合研究的意大利观测小组合作，分析了短伽马射线暴GRB 200522A的射电余辉，发现中子星后留下强磁场的模型存在局限性。明星合并。如果留下一颗具有强磁场的中子星，它预计会通过释放旋转能量并将其注入喷射的物质中来发射极其明亮的无线电波。根据本次观测获得的射电余辉上限，我们设定了一个限制，即在典型强磁中子星的能量下，喷射物质的量必须小于约0.03个太阳质量。在未来的观察中，这一限制将会变得更加严格。综上所述，可以说，今年的研究能够以射电发射为关键词，通过探索黑洞和中子星的流出物来研究黑洞和中子星的活动。

项目成果

What powers the radio emission in TDE AT2019dsg: a long-lived jet or the disruption itself?

TDE AT2019dsg 中无线电发射的动力是什么：是长寿命的喷气机还是干扰本身？

• DOI: 10.1093/mnras/stac382
• 发表时间: 2022
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: Tatsuya Matsumoto;Tsvi Piran;and Julian H. Krolik
• 通讯作者: and Julian H. Krolik

Late-time radio observations of the short GRB 200522A: constraints on the magnetar model

• DOI: 10.1093/mnrasl/slab046
• 发表时间: 2021-05
• 作者: G. Bruni;B. O’Connor;T. Matsumoto;E. Troja;T. Piran;L. Piro;R. Ricci

Searching for the radio remnants of short-duration gamma-ray bursts

• DOI: 10.1093/mnras/staa3241
• 发表时间: 2020-08
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: R. Ricci;E. Troja;G. Bruni;T. Matsumoto;L. Piro;Brendan O'Connor;T. Piran;Niloofar Navaieelavasani;A. Corsi;B. Giacomazzo;M. Wieringa

Limits on mass outflow from optical tidal disruption events

光潮汐破坏事件造成的质量流出的限制

• DOI: 10.1093/mnras/stab240
• 发表时间: 2021
• 期刊: Monthly Notices of Royal Astronomical Society
• 作者: Zhang An;Kawashima Daisuke;Obara Hiromichi;Takei Masahiro;Tatsuya Matsumoto and Tsvi Piran
• 通讯作者: Tatsuya Matsumoto and Tsvi Piran

Hebrew University of Jerusalem(イスラエル)

耶路撒冷希伯来大学（以色列）