OISTER 参画機関による
IceCube ニュートリノのフォローアップ観測
山中雅之（京都大学）、諸隈智貴(東京大学)、内海洋輔 (スタンフォード大学)、太田耕司 (京都大学)、伊藤亮介 (美星天文台)、笹田真人、中岡竜也、川端弘治 (広島大学)、田中雅臣、木村成生（東北大学）、冨永望（国立天文台）、村田勝寛、河合誠之（東京工業大学）、川端美穂、前田啓一（京都大学）
on the behalf of OISTER私からの話題
1. IceCube-170922A のフォローアップ観測
2. 残された問題（see 石原さん、木村さん）
3. 最近のIceCubeニュートリノ対応天体のフォローアップ観測高エネルギーニュートリノ放射源候補©U. Tokyo©NASA/Fermi(peculiar) supernova

blazar: AGN relativistic jet©NASA©NSFGRB

starburst galaxy
From Morokuma san’s slide

IceCube ニュートリノの位置決定精度

IceCube collaboration et al. 2018

トラック事象～典型的には1度(90%エラー)の位置決定誤差

IceCube-161210A
Alert: 2016-12-10 20:07(UT)

16マスのタイル観測
とても大変

森修論(2018)

2016-12-11 9:30-17:30 (UT)J-band imaging

新しい戦略へNew Blazar Catalog (BROS)
・TXS 0506+056の変動を検出できたのはBROSカタログ整備のおかげ
・Blazar Radio and Optical Survey (BROS; Itoh et al. 2020, ApJ,901, 3)
・~80000 sources at Dec.>-40 deg
・2種類の電波カタログからフラットなスペクトルを示す天体 （NVSS(1.4 GHz) + TGSS (151 MHz)）・パンスターズ(PS1)では40%が検出できていない(r>23)

IceCube-170922A
Follow-up observations of sevencandidates within the error circle region
were performed with Kanata

2夜の観測で7つのうち1天体のみ変動を検出

J band森修論(2018)

TXS 0506+056 ：活動的な時期
Sep 23

Sep 24

Difference between
Sep 23 and Sep 24

residual（Evidence this object faded）

Observed in R band using Kanata/HONIR

9月23, 24日に0.2magの減光を捉えた。同時に高い偏光（~7%）を観測した。
(Yamanaka et al. 2017, ATel, #10844)

The brightening the gamma-ray emission is observed, and Tanaka+ reported thisobservational fact. （Tanaka, Y. T. et al. ATel #10791）
International electromagnetic observations werepromoted by this report

TXS 0506+056:多波長ライトカーブ

The IceCube Collaboration et al., Science 361, 146 (2018)

高エネルギーニュートリノイベント
IceCube-170922Aにおける放射源の同定
アメリカ・サイエンス誌に論文出版（11/23時点で 503 編に引用）

2018年9月19日読売新聞15面- OISTERの望遠鏡が有する高いポテンシャルを立証- 重力波と合わせてマルチメッセン
ジャー天文学への重大な貢献さらなるOISTERによる
TXS 0506+056のフォローアップ- Kanata/HONIR+HOWPol,
Kiso/KWFC, Kiso/Tomo-e Gozen,
IRSF/SIRIUS, MITSuME, Kyoto40cm,
Nayuta/MALLS, Subaru/HSC+FOCASによる観測- 数日スケールで~1.0magの変動

See Morokuma et al. 2021, PASJ, 73, 25 !

さらなるOISTERによる
TXS 0506+056のフォローアップ
偏光観測（blazarとしての活動性）

Kanata/HONIR

分光観測（距離に制限）果たしてブレーザーのみか？
©U. Tokyo©NASA/Fermi(peculiar) supernova©NSFGRB

blazar: AGN relativistic jetTidal disruption event
Modified Morokuma san’s slide電磁波増光に同期しないケースも？
（see 石原さん’s talk）
TXS 0506+056 2017年バーストの2年前にバーストIceCubeで検出。
IceCube collaboration et al. 2018, Sci と同じ号に掲載されたもう1編の論文

IceCube collaboration et al. 2018b“Neutrino emission from the direction of the blazar TXS
0506+056 prior to the IceCube-170922A alert”
Fermi/LATによる観測：ガンマ線では暗かったさらなる科学的動機：
超新星（Ic-BL）シナリオ
WR star??
(Ib/c)Ic
HeI

Ic-BL: WR星の爆発？
直接検出の例は無い
Long-GRBに付随して発見される例もある

SN Ic-BL

HeI

ライトカーブは非常によく似ているがスペクトルが全く異なる

Ib

Galama et al. 1998, Nature 395, 670-672

Kawabata et al. 2010, NatureOISTERによるヘリウムを持つ
broad-lined SN の観測
SN 2016coi

ASASが 17.2Mpcの近傍銀河UGC 11868で5月27日に発見(ASASSN-16fp; ATEL 9088)
初期の極超新星 (ATEL 9090) ※ GRBの報告は無い-> SN 2002ap以来の近傍銀河での極超新星：
OISTERでToO->その後、初期にヘリウムを検出(MY+, ATEL 9124)

モデルスペクトルよく再現：HeI による明瞭な吸収線をスペクトルに同定 + 大きな膨張速度

Light curve + spectra 解析-> BL SN と同程度のエジェク
タ質量・爆発エネルギーを示唆

ICECUBE GOLD & BRONZE Event- IceCubeが2019年6月からsignalnessで報告する
eventをGOLD/BROZEに分類- “筋が良い”イベントがGOLD- 113 eventsがGCN/AMONに報告。66 events がBRONZE、47 events が GOLD。

最近の観測戦略- IceCubeアラートの誤差円の大きさ- 新たに加わるガンマ線衛星Fermi/LATなどの情報と合わせてターゲットを適宜判断。
- ターゲットの撮像追観測はまず、かなたHONIR・木曽シュ
ミットTomo-e Gozenで即応的に実施。
- BROSに光学対応天体がある場合、CRTSやZTFなどの過去情報と比較して変動が無いか確認（Tomo-e Gozenは自前でライトカーブを出せる）- かなた撮像データは即時解析、SDSS, 2MASSと差分- BROSカタログのうちopticalで見えているもので、SDSSスペクトルが無いものもある。AGNであれば面白い。せいめい/KOOLS-IFUで分光を実施。

広視野探査の発展
Zwicky Transient
Facility (ZTF)

パロマー48インチシュミット望遠鏡

Tomo-e Gozenによるhigh cadence
surveyALeRCE broker(https://alerce.online/)

増光初期の段階で新天体が発見される

OISTERで観測しているアラート
ID

GCN/AMONNOTICEClass?

181023A

53411354_13
1653

--

190503A

42419327_13
2508

--

190730a132910_5714
5925

GOLD

200911A

134482_2775
4576

BRONZE

RADEC

Error90(‘)

270.18-8.57

17.50 (50%)

天体数

OISTEROISTER

120.3040 +6.3568 14.99（50%）
226.8302 +10.5078

45.31

51.109938.1099296.4

200929A 134552_686157
10GOLD

29.5199

3.47

31.8

201007A 134577_316382
33GOLD

265.175.339924

TOO

OISTER
1Seimei

12Seimei

5OISTER

天体数 = IceCubeニュートリノアラート内のBROS天体数ないしFermiなどの追観測でガンマ線解析による範囲がかかった天体数

GOLD event IceCube 201007AとOISTER TOOトリガーの経緯- この1年で最もsignalnessが大きなevent- 吉田滋氏いわく、「筋の良いイベント」- BROSカタログで5天体。いわゆる「楕円シーケンス」が多そう。
- アラートを受けた直後、10/8以降は本州はしばらく悪天候予報- 北海道と石垣島が辛うじて天候が良いという予報。
- 「随時募集」の枠で観測企画運営委員会にプロポーザルを提出し、TOO観測（2005-T-03）：OISTER ToO follow-up for IceCube neutrino
eventとして認められる。
- Prika/MSI、Murikabushi 、に観測を依頼- ＋Malte Schramm が個人的にアクセスできる望遠鏡- その後、天候が良くなり、Kanata/HONIRでもR+Jバンドで撮像- OISTER serverでデータを回収した- ※ ただし、Fermi/LATなど他の電磁波観測による有意な報告なし

OISTER を通じてIceCube 201007Aで実施した観測
DateTelescope2020-10-08

Instruments

TargetMode (filter)

Contact person

Skynet

J1740+0628

Imaging (r)Schramm

2020-10-09

SkynetJ1742+0525

2020-10-09

SkynetJ1741+0436

2020-10-09

SkynetJ1741+0625

2020-10-10

SkynetJ1742+0525

2020-10-10

Murikabushi

MITSuME CCD

J1742.7+0525

Imaging (g+R+I)

Horiuchi2020-10-10

Murikabushi

MITSuME CCD

J1741.5+0625

Imaging (g+R+I)

Horiuchi2020-10-10

Murikabushi

MITSuME CCD

J1740.8+0430

Imaging (g+R+I)

Horiuchi2010-10-10

KanataHONIR

J1742.7+0525

Imaging (R+J)

Nakaoka

2010-10-10

KanataHONIR

J1740.8+0430

Imaging (R+J)

Nakaoka

2010-10-10

KanataHONIR

J1741.5+0625

Imaging (R+J)

Nakaoka

2010-10-10

KanataHONIR

J1741+0436

Imaging (R+J)

Nakaoka

2010-10-10

KanataHONIR

J1740+0628

Imaging (R+J)

Nakaoka

2020-10-26

SeimeiKOOLS-IFU

J1742.7+0525

Spectroscopy(VPHblue)

Kawabata

Imaging (r)Imaging (r)Imaging (r)Imaging (r)Schramm
Schramm
Schramm
Schramm

Quick look には大きな増光を示す天体は無かった
これ以降は 緩いcadenceで観測を継続（visibilityが悪くすぐ観測期間終了）

IceCube-210811A
The alert is circulated on 2021-08-11 UT.
There is no possible counterpart of thisneutrino event in the BROSS catalog withinthe error.
A SN candidate (AT 2021ung) was discoveredat ~20mag on Aug 1 by ZTF within 1 deg.
We triggered the ToO in the OISTER
framework on Aug 12.
Takagi-san observed this SN using the Pirka
telescope on Aug 11.
Malte-san also observed this one using thenetwork telescope on Aug 12, 13, 17, 18.

Malte quickly analyzed data obtained on Aug
17. The object was not significantly detected.
-> We cannot identify the SN type though
the spectroscopic observations. We stopped
ToO observations.

Follow-up Observations of Muliplet
neutrino event- ある時間内に複数回ニュートリノを受ける（multiplet）アラート（see 石原さん）- より近傍で明るい超新星/blazar による放射が期待される？（see 木村さん）- こと超新星においては、SN Ic-BL や interactionの兆候を示した SN IISummary- IceCube 170922A のマルチメッセンジャー観測に参画- かなた望遠鏡がTXS 0506+056の高い活動性を捉えた- 2019年からIceCubeアラートがGOLD/BRONZEに分類- 筋の良い幾つかのイベント（201007A; 210811Aなど）誤差円内BROS天体や超新星候補 についてOISTER TOOをトリガー。受かったといえる天体なし- 今後もIceCubeアラートに合わせたBROS天体/近傍超新星のフォローアップは継続する