水沢VLBIユーザーズ・ミーティング
2020/9/24-25 @ zoom

大学VLBI連携の現状報告
藤沢健太（山口大学）

 ６大学＋研究機関の共同研究
 国立天文台 (VERA) 茨城、筑波、岐阜、大阪府立、山口、鹿児島
 JAXA, NICT

 観測網
 9 望遠鏡 (11m ~ 64m)
 イメージング観測では６台程度

 Baseline 50 - 2500 km
 Frequency 6.7/8/22 GHz 検出感度 3 mJy (8 GHz, 2 Gbps, 茨城－山口) 運用、望遠鏡の現状

200hr/yr, 30 observations/yr
茨城－山口１基線観測定常化
山口干渉計との連携観測

Japanese VLBI Network (JVN)2019 – 2020の研究活動のポイント
 茨城 – 山口（– 鹿島）観測が定常化
 高感度、特に輝度温度感度、非画像観測 多数の天体のサーベイ（後述） 論文発表へ

 EAVNへの参加: 茨城 & 山口
 高萩 32m（茨城） 22 GHzでの参加（2020A～）
 C-band 試験観測を実施、茨城と山口がC-band観測に参加予定（2021A～） 将来計画の検討を実施中
 VLBI懇談会将来計画ＷＧ／水沢VLBI観測所将来計画
 OISTER/JVN連携の検討
 目標
 2022年度から始める第４期中期計画の研究
 長期的な展望茨城－山口（－鹿島）観測 検出に特化したVLBI 茨城-山口-鹿島
 非画像、検出観測 32/34mの高感度
 a few mJy @ 6/8 GHz
 Tb ~ 104-7 K

 異なる基線長
 天体サイズ / 輝度の測定

850 km 長大な観測時間
 200~300 hr/yr (~1000 hr 目標)
 相関処理を大学で行う

 定常的観測ができるようになった

多様な天体種について圧倒的なVLBI観測
データベースを構築する

JVN 観測2019年 10月 – 2020年 9月
概要

ＰＩ

バンド

検出／画像

観測回数 観測時間

High-zクェーサ

古谷・鶴田

X

検出

856.5

銀河中心BH

藤沢・助廣

X

検出

420

JVN位相補償

藤沢・兵頭X

位相補償

14ガンマ線天体

新沼・藤本

X

検出

441μクェーサ

藤沢・穐本

X

検出

14

ECHII

小倉・元木X

検出540.5

High-zクェーサ

古谷・鶴田

C

画像

336

メタノールメーザ
アウトフロー

中村・元木

C

画像

16

メタノール吸収澤田佐藤

C

検出

520

EAVN試験観測

杉山

C

画像

110

JVN 観測2019年 10月 – 2020年 9月
band# of obs.

Obs. time (hr)C-band1072

X-band

23

166

Total

33238

 運用上の制約
 運用人員経費の制限のため、研究者が望遠鏡・相関器運用

 茨城－山口１基線観測 ５課題で観測実施、興味深い結果が得られた（小倉発表）
 イメージング観測へ発展した課題もある（high-z AGN）
 大学VLBI連携JVNの課題観測（プロジェクト観測）も順調に実施
 論文発表・イメージング観測への展開

茨城-鹿島観測

極超コンパクトHII領域の探査（小倉・元木） 形成直後の最も早い段階にあるコンパ
クトHII領域を検出する
 熱的放射をする天体（Tb ~ 104-5 K）に対するVLBIサーベイ観測 茨城 – 鹿島
 662 天体を対象とする（from CORNISH）
 390 天体の観測を実施

対象天体・検出天体分布

多数の天体を検出
検出天体数ヒストグラム

茨城-山口観測

ガンマ線放射AGNの探査（新沼・藤本）
 フェルミガンマ線カタログの未同定天体近傍のAGNサーベイ
 ガンマ線の放射機構の研究に貢献

 観測計画
 > 1000 天体を２年間でサーベイ（2019 – 2020）→現在進行中
 茨城 – 山口 X-band• 先行研究• Fujinaga, Niinuma et al.
(2016) PASJ, 68, 70• 845天体について観測を実施（山口－つくば）• 28個の新ガンマ線AGN候補を発見 (→)

JVN望遠鏡による単一鏡／短基線干渉計観測
 6.7 GHzメタノール・メーザ
 世界最大規模・長期間モニター観測 茨城局・茨城大学→進行中
 降着バースト現象で世界的な潮流を作る

 フレア星HR1099 (RS CVn型連星)
 日立－高萩２素子干渉計、茨城－山口VLBI
による観測 Ｘ線／光学観測との同時モニター観測 中央大学との共同研究、成果まとめの検討

 X線連星GRS1915+105
 山口干渉計によるモニター観測 X線、赤外線との連携観測 MAXI/東工大、広島大との共同研究

A serendipitous result

降着バーストの発見：
G358.93-00.03
The Astronomer's Telegram, No. 12446,January 2019

 大質量星形成領域G358.93-00.03の6.7 GHzメタノール・メーザの急激な増光 Sugiyama, K., Saito, Y., Yonekura, Y.,Momose, M., Atel 12446
 世界的フォローアップ観測を誘い起こした 大質量星形成時のガス降着機構解明に貢献

X線連星GRS 1915+105のモニター観測 観測 山口干渉計 8 GHz (8192-8704 MHz) 感度~3 mJy (6s, 600 sec) 期間 2019年2月～

 結果
 静穏期の電波放射を検出、フラックス密度 ~5mJy 20 mJyで強度変動する様子を明瞭に検出→
 電波の強度変動時間ス
ケール～30分
 →空間スケール 3~4 au →0.3 ~ 0.4 mas
 EAVN観測へ

GRS1915+105の光度曲線の例
観測日：2020/8/24 07:53-15:53 UT (8 hr)
周波数：8.448 GHz
ノイズ：1 s = 2.1 mJy (t = 60 sec)
30分間でフラックス密度が1.8倍になった（14:30-15:00）

国立天文台Ａプロジェクト/NINS大学連携として2019－2021年度

目的 大学が主体となり、大質量原始星および高エネルギー天体を対象とした時間領域ＶＬＢＩ天文学を開拓する

研究課題
1.

大質量原始星の時間領域VLBI天文学を開拓
 6.7 GHzメタノールメーザーの周期性＋理論モデル（米倉・杉山）
 核融合開始直後に形成されるHII領域の熱的放射をVLBI観測（小倉・元木）→ 原始星の構造・ガス降着率、核融合開始直後の物理状態を研究

2.

高エネルギー天体現象の時間領域VLBI天文学開拓 CTAの観測に対応した高エネルギー天体の研究（新沼・藤本）→ 超高エネルギーガンマ線の放射領域の特定、放射機構の解明

研究手法 （３か年計画で実施）(1) 大学VLBI連携観測網の32mクラスの望遠鏡で構成する少数基線観測(2) 東アジアVLBI観測網（JVNもその一部）を用いた画像観測

JVNの将来計画
 将来計画を検討中
 VLBI懇談会将来計画ＷＧ／水沢VLBI観測所の将来計画
 光赤外線大学間連携OISTERとの連携の検討

 目標
 2022－2027年度（第４期中期計画）
 長期展望 海外との連携
 独自望遠鏡構想