天文学 • 位置天文学＊ – 天体の位置と運動 • 天体力学 – 天体の運動を力学的に解析 • 太陽系 – 地球惑星物理学＊ – 太陽系形成論＊ • 太陽＊ – 唯一表面が見える恒星 – 宇宙電磁気学、電磁流体力学 • 恒星 – 特異な恒星、白色矮星、中性子星、ブラックホール、連星＊ – 恒星の形成と進化 – 超新星・超新星残骸＊ • 星間物質＊ – ＨＩ雲、ＨＩＩ領域、分子雲、星間磁場、高エネルギー粒子 • 銀河系・銀河 – – – – – 構造＊組成、ダークマター＊活動銀河・銀河核＊銀河団＊銀河形成論＊ • 宇宙論 – 宇宙背景放射＊ – 大規模構造 – 宇宙の始まり • 観測 • 理論・シミュレーション＊印は電波天文学に関係が深い分野。天文学のほとんど全ての分野にわたる下線は山口で研究を行っている分野電波天文学宇宙・天体が放射する電波を観測し、そこで生起する現象を物理的に解明することを目指す • 主な研究対象 – 星間物質・星間現象 – 恒星形成と終末 • 星間ガスが主体となる天体・現象 – 銀河電波、活動銀河・銀河核 • 高エネルギー粒子と磁場によるシンクロトロン放射 – 宇宙背景放射 • 宇宙論の最も重要な研究手段 – 太陽・惑星・木星電波 – 位置天文学 • 干渉計観測による超高分解能を利用 • 電波天文学の得意と苦手得意 – 希薄だが大量に星間ガスが存在する天体・現象 • 例：星間現象、恒星形成、銀河系の高エネルギー粒子と磁場、 – 高エネルギー粒子が関与する現象 • 活動銀河核、マイクロクエーサー、太陽電波バーストなど苦手 – 高密度な天体。見込む立体角が小さいと、電波は弱い • 例：普通の恒星。肉眼でも見える大部分の恒星は、世界最高の電波望遠鏡でも見えない • フレアを起こしたり、ガスを撒き散らす恒星は観測できる山口３２電波望遠鏡 • 歴史 – 2000年まで衛星通信用に利用 – 2002年～電波望遠鏡整備 – 2004年には観測可能になった • 意義 – この研究自体、前例なし • このやり方がうまくいくことがわかったので、茨城、ペルーでも同様の研究が行われている – 口径３２ｍ • 大型の望遠鏡を自由に使った研究ができる • 共同利用機関では不可能なこと • ビッグサイエンスの観測天文学において、特異な立場を占める山口大学山口大学で行っている研究の２本柱 • 星 • ブラックホール – 星の形成過程と、終末期のガスの放出の研究 – 宇宙における物質の大循環 • 星間ガス→星形成→恒星→ 超新星爆発・惑星状星雲→ 星間ガス • 星形成と星の終末は、大循環の要素過程 – 問題点 • 宇宙の中で、星は小さく、観測には高分解能が必要 ⇒ ＶＬＢＩ観測 – 活動銀河核：銀河中心の大質量ブラックホール – 概要 • 周囲の星間ガスを吸収し、位置エネルギーを解放して強力な放射を行う • ジェットを噴出する – 研究課題 • ジェットの性質と形成機構は、活動銀河核の未解明の問題 ⇒ ＶＬＢＩ観測宇宙を構成する基本要素をVLBI観測で研究する星形成の研究 • メーザ MASER – 形成中の恒星周囲で、星間ガスが反転分布・誘導放射を生じ、強力な電波放射が観測される – 微細な領域で生じるので、VLBI観測に好適 • メタノール・メーザ – CH3OH分子の回転遷移、 6.7 GHz – 大質量星の形成領域にのみ生じる – 暗黒星雲に埋もれた大質量星形成領域を研究するための手段となるこの研究は、日本では山口大学が最初に行い、その後、国立天文台や他の研究機関でも研究が行われるようになった。この研究で学生が論文を２編書いた。 140個程度の天体について、数年にわたるモニター観測（共同利用観測では全く不可能） Flux density [Jy] Flux density [Jy] Flux density [Jy] 2004 2005 2006 18236-1205 19410+2336 18421-0348 LSR Velocity [km/s] 2007 VLBI観測によって明らかにされた大質量星形成領域ケフェウスＡ中心部の構造空間構造（Sugiyama et al. 2008b）スペクトルと時間変化星の終末期の研究 • 超新星爆発 – 重元素合成、物質の放出、宇宙線の加速、ガンマ背バーストとの関連など、宇宙における重要な現象 – 山口３２ｍ電波望遠鏡を自由に使えることを活かして、多数の天体の均質な画像作成、カタログ化（アトラス計画）を進めている • 惑星状星雲 – 太陽程度の質量の恒星の終末期の現象 – 中心の恒星の放射で電離されたガスの熱放射 – 電波放射機構に関する研究を行っている HELIX NEBULA ブラックホール：活動銀河核の研究 • 研究課題：いかにしてジェットを形成するのか • 研究方法１：多様な活動銀河核におけるジェットの性質を観測する • 特にこれまで注目されていない、電波放射の微弱な天体を、ネットワークを用いた高感度VLBIで観測する • 構造・輝度・運動・放射機構・・・２：ジェットの速度 • ローレンツ係数が50に達するジェット速度が観測されている。このような高速ジェットの速度分布を調べ、理論モデルと比較を行う電波放射の微弱な活動銀河核 NLSy1の観測例（Doi et al. 2008）天文学の研究を行うための研究～観測システムの構築～ • 山口３２ｍ電波望遠鏡 • 日本ＶＬＢＩ観測網 – 国立天文台、山口大学、他の研究機関・大学の協力によるVLBI観測網「電波望遠鏡」も「ＶＬＢＩ観測網」も売っていないので、自分で作るしかないこの２つのシステムは、藤沢が構築した。東アジア VLBI 観測網 2010年から観測開始予定 East-Asia VLBI Network (EAVN) Korean VLBI Network (KVN) Japanese VLBI Network (JVN) Yamaguchi Chinese Korean VERA Other Japanese