2018年 09月 25,26日 (火,水)
第16回 水沢VLBI観測所UM @三鷹

大質量原始星における周期−光度関係の確立を目指した年周視差計測プロジェクト
杉山 孝一郎（1：国立天文台 水沢VLBI観測所、 2：茨城大学）
共同研究者： (所属機関： 3. 山口大学, 4. 埼玉大学, 5. 国立天文台 先端技術センター)
米倉覚則2, 元木業人3, 齋藤悠2, 百瀬宗武2, スンカンロウ2, 石川果奈2, 會川航平2, 佐藤公紀2,秋田谷洋4, 本間希樹1, 内山瑞穂5, 廣田朋也1, and 藤沢健太3.

最終獲得目標：
周期−光度関係を通じた大質量原始星 進化の理解
q CH3OH メーザーの周期変動-90.8 km/s

– 既知： 20 天体 (e.g., Goedhart+ 04)– 周期： 30–670日– 変動傾向： 連続的 / 間欠的– 全速度成分間, 別種メーザーと同期共通の励起源の変動現象に起因？

500日, 連続的-91.5 km/s

周期変動を示すCH3OHメーザー天体:
G 331.13-00.24, 連続的変動 (Goedhart+ 07)

The Astrophysical Journal Letters, 769:L20 (5pp), 2013 June 1

Inayoshi et al.

q 脈動モデルに着目 (Inayoshi+ 13)
6e-3
3e-3
1e-3
1e-4

4 sun

R (Rsun)– ZAMS直前の ~1000年 滞在– 大降着率下で成長： ≧ 10−3 M¤/yr– 周期−光度関係 を予言
10010

原始星表面の物理パラメータへ迫る！
10accretion rate

100accretion rate

光度10(104 L[L) ¤]luminosity

1000

100

M (Msun)Figure 1. Evolution of the protostellar radius with various accretion rates−4−3−3−3−1˙

6e-33e-3
1e-3
1e-4

10

10.1

(Inayoshi+ 13)
0.01

110

100

周期 [day]

1000

period (day)Figure 2. Period–luminosity (P–L) relation of forming massive protostars. The
thin black (blue) curves show the evolutionary tracks with the spherical (disk)周期変動探査 と 年周視差計測

VERA© 国立天文台日立 32-m © 国立天文台

プロジェクト
日立 32-m 単一鏡
442天体, 9日間隔
143天体, 5日間隔
143天体, 5日間隔
442天体, 45日間隔

VERA共同利用
VERA内部プロ

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

CH3OHメーザーの周期変動探査

VERA© 国立天文台日立 32-m © 国立天文台

プロジェクト
日立 32-m 単一鏡
442天体, 9日間隔
143天体, 5日間隔
143天体, 5日間隔
442天体, 45日間隔

VERA共同利用
VERA内部プロ

2013

20142015

2016

2017201820192020

例） 新 周期変動 in G 036.70+00.09
2016/05
57500
57300

Flux density [Jy]No observations

MJD [day]

57100

200 日
56900

No observations

56700
56500
56300

2013/01

150

52

54

5658

60

LSR Velocity [km s-1]

626466

Sugiyama+ (15)

新検出、およびサンプルの倍増化に成功

Numberof sources
天体数20

Hitachi 3rd： 既知
Hitachi 1st-3rd： 日立 第１−３期,新検出
Previous： 日立 第３期, 新検出15

既知 20+☞ ２倍以上への新検出 36増加に成功

10500100

200

300
400500Periods [days]

周期 [day]

600

700

800

変動パターンで分類した周期ヒストグラム
連続的だが, 一部の成分のみ周期変動
A part in continuous
間欠的な変動パターン Intermittent
連続的な変動パターン Continuous

Numberof sources
天体数

2015

連続的な周期変動パターンは,２０天体で検出10☞ 脈動起因と推定可能
500

100

200

300
400500Periods [days]

周期 [day]600

700800周期−光度関係 ： 既知のみ
10Theory
Continuous, Kine
Continuous, Para6

光度 [LLuminosity[Lsun¤] ]105

104103102

110100Period [day]周期[day]1000

周期−光度関係 ： 既知＋新検出
10

TheoryPrevious, Kine
Previous, Para
New, Kine
New, Para6

光度 [LLuminosity[Lsun¤] ]105104103102110100

Period [day]周期[day]1000

周期−光度関係 ： 次なる課題
10

TheoryPrevious, Kine
Previous, Para
New, Kine
New, Para6

光度 [LLuminosity[Lsun¤] ]105【次なる課題】

10

4

３分の２の天体で距離不確定,103è 年周視差計測による高精度な距離の導出が必須！

102

1

10100

Period [day]周期[day]1000

周期変動天体の年周視差計測

VERA© 国立天文台日立 32-m © 国立天文台

プロジェクト
日立 32-m 単一鏡
442天体, 9日間隔
143天体, 5日間隔
143天体, 5日間隔442天体, 45日間隔

VERA共同利用
VERA内部プロ

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

年周視差計測の必要性
10TheoryNear
Far

6

光度 [LLuminosity[Lsun¤] ]

105

104

103

102

110100Period [day]周期[day]1000

年周視差計測の必要性
10Theory
Near
Far

6光度 [LLuminosity[Lsun¤] ]105104103102

110100Period [day]周期[day]1000

年周視差計測の必要性

光度 [LLuminosity[Lsun¤] ]1010Theory
Near
Far

6

年周視差計測済み

5104103102

110100Period [day]周期[day]1000

VERA共同利用 & 内部プロジェクト
q VERA共同利用 : 17A-124– 年周視差計測の実績豊富な 水メーザーを活用– 水メーザー源の絶対座標が干渉計精度で決まっており、かつメタノール源と 0.1 pc 以内で一致– G 035.79-00.17 (2017B まで継続) & 036.70+00.09

q VERA内部プロジェクト観測– 選出条件を少し緩く設定• 水メーザー位置精度が単一鏡精度でもＯＫ• 水メーザー非検出の場合も、VERA単一モニターリストに追加– 計 ８天体を選出– フリンジチェックを通過した G 037.47-00.11 から開始

G 035.79 & G 037.47

光度 [LLuminosity[Lsun¤] ]1010Theory
Near
Far

6

年周視差
計測済み

5104

103

102

110100Period [day]周期[day]1000

VERA共同利用 : G 035.79-00.17
Epochコード

相関処理

位相補償

１R17036B◯¢

水沢 雪 （前半５時間）（2017/02）

R17047C◯¢

入来 悪天候 （終日）
石垣 運用ミス （前半４時間）

２R17105B◯

×（2017/04）

R17124C◯×

３

R17160B◯×（2017/06）

R17161B◯¢

R17286B◯¢

R17338A◯

×

R18034A◯¢４（2017/10）
５（2017/12）
６（2018/02）

備考

石垣 スケジュールのハングアップ （最後１時間）

小笠原局でビット分布 弱め

参照メーザースポット： Vlsr ~ 63 km s-1~63 km s-1

62
61

300

40~63 km s-1

30
2060
200

59
58

100
57
56

01055

400 au-100

54

0
40

45

5055

60

LSR velocity [km/s]

65

7075

LSR velocity [km/s]

50

400

Dec offset [mas]60

Flux density [Jy]63

2017/02/06
2017/02/16
2017/04/15
2017/05/04
2017/06/10
2017/10/13
2017/12/16
2018/02/03

70

400

300

200

100

0-10053

RA offset [mas]q ６エポック全てでトータルパワースペクトル上で確認
q 北東に位置する ２スポットの内のひとつ– 北東−南西方向に ~450 mas 空間的に分離

年周視差計測結果

q 距離 = 2.52 ± 0.88 kpc

1.5

RA offset [mas]q ４エポック分のデータで位相補償に成功

210.50-0.5

q Near kinematic に相当(Green & McClure-Griffiths 11)

RA offset [mas]– 3.5 ± 0.4 kpc– HISA法により near/far
切り分け

0.4

050

100150200 250 300
DOY in 2017 [day]050100150350

400

4503504004500.20-0.2-0.4
200250300

DOY in 2017 [day]周期−光度関係 ： １天体を改訂
10Theory
Previous, Kine
Previous, Para
New, KineNew, Para6

光度 [LLuminosity[Lsun¤] ]105104103102

110100Period [day]周期[day]1000

周期−光度関係 ： １天体を改訂
10Theory
Previous, Kine
Previous, Para
New, Kine
New, Para6

光度 [LLuminosity[Lsun¤] ]105104103102110100Period [day]周期[day]1000

VERA内部 : G 037.47-00.11
q 2017/11 から開始
– CH3OHメーザー近傍に位置するスポット検出• 最も遠い場合で 1,130 au

Vlsr
56.96 km s-1

位相補償画像シフト :Δα +0.02”
Δδ −0.12”– ６月までの３エポック全てで位相補償に成功– ９月から再開予定

q 他７天体は、VERA単一鏡によりH2Oメーザーが検出された後 開始予定
位相補償後の Dirtyイメージ

まとめ
q周期−光度関係を通じた原始星進化の理解Ø CH3OHメーザーの周期変動探査 è サンプル倍増化
Ø 周期変動天体の年周視差計測【VERA共同利用】 2.52 ± 0.88 kpc for G 035.79-00.17
プロジェクト
日立 32-m 単一鏡
442天体, 9日間隔
143天体, 5日間隔
143天体, 5日間隔
442天体, 45日間隔

VERA共同利用
VERA内部プロ

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