第 13 期白眉研究者紹介● グローバル型（従来型）／ Global Type

Introduction of 13th-batch Hakubi Researchers★ 部 局 連 携 型（卓越研究員型）／ Tenure ‒Track Type● 松本 達矢 特定助教
Tatsuya MATSUMOTO (Assistant Professor)
研 究 課 題： 将来観測を見据えた汎用性の高い突発天体解析手法の完成とその応用による天体爆発現象の究明 : ブラックホールや中性子星などの極限天体はどのような星から誕生し多様な宇宙の爆発現象を引き起こすのか ?
（Deciphering cosmic explosions with a novel analyzing method）
専 門 分 野： 天体物理学（Astrophysics）
受 入 先 部 局： 理学研究科（Graduate School of Science）
前職の機関名： コロンビア大学 物理学科（Columbia University, Department of Physics）

宇宙には強い重力のために光さえ脱出できないブ,QWKH8QLYHUVHWKHUHDUHPDQ\H[RWLFREMHFWVVXFKDVEODFN

ラックホールや、銀河一個分の明るさに匹敵する超新星

holes from which light cannot escape due to strong gravity,

爆発を引き起こす中性子星といった天体が存在します。

and neutron stars which cause an explosion as bright as a

幼少期に図鑑を通してこれらの極限天体を知った私に

ZKROHJDOD[\7KHVHFHOHVWLDOREMHFWVPD\VHHPGLVWDQWHQWLWLHV

は、なにか自分の理解を超えるような遠い彼方の存在だ

EH\RQGRXUXQGHUVWDQGLQJ:KLOHP\¿UVWLPSUHVVLRQVZHUHDと感じられました。しかし、物理学の知識を用いること

VLPLODURQHDWXQLYHUVLW\,UHDOL]HGWKDWSK\VLFVLVDSRZHUIXO

でそれらを理解できることを知って感銘を受け、以来、

tool for understanding them. Since that time, I have been pas-

天体の性質をより深く理解するべく研究に取り組んで

VLRQDWHDERXWDVWURSK\VLFVDQGHQMR\HGVWXG\LQJYDULRXVDVWUR-います。この 10 年ほどで観測の手法が多様化し、これ

physical phenomena. In particular, my research interests lie inまでには予想されていなかった天体の爆発現象が数多

the physics of cosmic explosions which are probably produced

く発見されています。

by black holes and neutron stars. Interestingly, recent observations have discovered more and more cosmic explosions but

白眉プロジェクトでは、今後も進歩していく観測体制を念頭に、より多くの天体爆発現象を短時間で解析する

their nature is still a big mystery.

方法の完成を目指します。この方法を実際に観測された,QWKH+DNXELSURMHFWWDNLQJLQWRDFFRXQWWKHRQJRLQJSURJUHVV

天体に適用していくことで、それらの物理的性質を探RIREVHUYDWLRQVP\UHVHDUFKSURMHFWDLPVWRHVWDEOLVKDQHZ

り、爆発の理論モデルなどの提唱にも取り組んで行きま

WKHRUHWLFDOIUDPHZRUNWRDQDO\]HFRVPLFH[SORVLYHSKHQRPH-す。

na. Through systematic analyses of transients detected so far, Iwill elucidate their origin and explosion mechanism.

生を終える際に中心で中性子星を作って起こす爆発で宇宙の極限天体と突発天体現象
宇宙には太陽のような星以外にも、ブラックホールす。この爆発は銀河一個分に匹敵する明るさで数ヶ月や中性子星と呼ばれる天体が存在します。これらは非間輝く天体として観測されます。これを詳しく観測す

常に強い重力によって特徴づけられる極限天体で、特ることで、どのような星が爆発したのかを調べることにブラックホールは表面から光も脱出できない、文字ができます。

通り漆黒の天体として知られています。このような日突発天体観測の進展と展望

常生活の感覚からかけ離れた性質が、研究者だけでな突発天体の観測はこの 10 年で大きく進歩しました。

く多くの人々の興味を引きつけ、SF 映画などにもしば感度の高い望遠鏡によって広い視野を何度も観測する

しば取り上げられています。
極限天体が関わる現象として、突発天体現象が挙げことで、多くの突発天体を検出できるようになっていられます。これは宇宙で起こる爆発で、夜空に突然現ます。例えば、超新星爆発は 30 年前には一年に 10 天れる明るい天体として観測されます。代表的な例とし体ほどしか観測されていませんでしたが、現在では一て、超新星爆発は太陽の 10 倍ほどの質量を持つ星が一日に約 100 天体も検出されています。また、超新星爆

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白眉プロジェクト 2023

発以外にも、これまでは検出できなかった新しいタイ

また、京都大学が有するせいめい望遠鏡で得られる天プの突発天体も数多く発見されてきました。図 1 にそ体にも応用することで、観測の現場で実践的に使えるのような新しい突発天体の例を示しています。これら手法として完成させます。さらに、この手法をこれまの多くはブラックホールや中性子星によって引き起こで観測されてきた多様な天体に適用し、従来提唱されされると考えられていますが、その具体的なメカニズてきた爆発メカニズムの検証や新しいメカニズムの提ムはよくわかっておらず宇宙物理学の活発な研究対象案にも取り組みます。となっています。

突発天体の研究は観測に大きく牽引されています。

突発天体現象の観測は今後も発展していきます。特

新しい謎の提起（最近の観測に触発されて私が取り組に私は 2024 年ごろからスタートする予定である Rubin

んだ研究の例として、参考文献 [3]）や、数十年来の謎

Observatory（参考文献 [1]）での観測に注目しています。の解決につながる天体現象が今夜起こるかもしれない

この天文台が本格的に稼働すると検出される突発天体のは、スリリングですが非常に躍動感のある楽しいもは現在の約 10 倍になると見積もられています。また、のです。白眉研究員として与えられた環境を存分に活これまで述べてきたのは私たちの目で見える可視光でかし研究に励みたいと思います。の観測でしたが、この他にも電波やガンマ線に至る様々な波長の光や、ニュートリノや重力波を用いた突発天

参考文献

体の観測体制がますます充実していきます。

,YH]LFHWDO$S-0DWVXPRWR 3LUDQ015$6
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突発天体を解析する新しい方法の構築
突発天体の観測が充実していく一方で、観測された天体を解析し、理解するための理論的枠組みはまだ十分に整備されているとは言えず、研究の余地が残されています。特に、新しいタイプの突発天体に対しては、爆発メカニズムを仮定して理論モデルを構築し、爆発で放出された物質の質量やエネルギーなどのパラメータ推定が行われます。しかし、推定結果は仮定される爆発メカニズムに依存するため単純な比較が難しく、様々なメカニズムが提案されるだけで現象の理解があまり進んでいないのが現状です。
そこで、私は突発天体を解析する新しい手法の開発に取り組みます。この方法は、多くの可視光突発天体
では熱的な放射が観測されるという事実を用い、天体図１. 新しいタイプの（可視光）突発天体の例。横軸に爆発の継続時間（タイムスケール）、縦軸に明るさを示している。の明るさと温度を用いて放射領域の半径と密度、さらに爆発物質のパラメータを推定します。特にこの方法では爆発メカニズムに依存せず、観測量を用いた簡単な計算でパラメータを推定できるため、新奇な天体や多くの天体の系統的な解析ができると期待できます。
実際にこの手法を試験的に超新星爆発に適用し、うまく推定できることを確認しています（参考文献 [2]）。今後は数値シミュレーションの結果などを援用しつつ、試験的な計算で用いた近似の妥当性などを考察し、より精度の高い計算ができるように改良していきます。

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