2023年度 第53回天文・天体物理若手夏の学校
53rd Summer School on Astronomy and Astrophysics

セッション

６つの分科会に分かれてセッションを行います。

コンパクト天体分科会

タイトル

小さいけれどパワフル！コンパクト天体の世界に迫る

座長団

松井理輝（東北大学／D1）、金滉基（東北大学／D1）、草深陽（東京大学／D1）、齋藤瑞葉（東北大学／M2）、鶴見薫樹（京都大学／M2）、屈楚舒（東京大学／M2）、川下大響（東京大学／M2）、篠田兼伍（東京大学／M2）、望月雄友（東京大学／M2）

紹介文

星は白色矮星、中性子星、ブラックホールといったコンパクト天体を残して死に至る。コンパクト天体は星の“燃え残り“と思われるかもしれないが、そうではない。超新星爆発やガンマ線バースト、高速電波バースト、潮汐破壊、相対論的ジェットといった実験室では再現不可能な高エネルギー現象を引き起こすエンジンとなり、星以上に明るく輝く。

1987年の超新星爆発によるニュートリノ検出、2015年のブラックホール連星合体による重力波検出の成功により、人類は光以外の“目”で宇宙を観ることが可能になった。さらに、2017年には連星中性子星からの重力波検出に加え、電磁波追観測によるガンマ線バーストやキロノヴァの観測が行われた。1つのイベントに対して多様な方法で迫ることが可能となったのだ。マルチメッセンジャー天文学の開幕である。一方、このような観測事実を説明するた めには理論的解釈が必要不可欠である。近年では「富岳」や「アテルイII」に代表されるスーパーコンピュータの発達によって計算技術が一層向上し、相対論的磁気流体シミュレーションをはじめとする高精度かつ大規模な数値計算が可能となった。観測による多波長、ニュートリノ、重力波、時間の情報とシミュレーションによる理論的解釈を合わせて、コンパクト天体の真髄に迫っていくことができるだろう！

上述した通り、高エネルギー現象を担う天体の多くはコンパクト天体であり、高エネルギー現象の完全な理解にはコンパクト天体を理論と観測の両面から研究する必要がある。本分科会は高エネルギー現象やコンパクト天体にまつわる多種多様な講演・議論を行うための場を設けた。同世代との交流・議論の絶好の機会として、参加者にとって 有意義な時間となれば幸いである。 　

招待講師

木邑真里子（金沢大学 先端宇宙理工学研究センター）
谷川衝（東京大学）

振り分け基準

• アブストラクトから期待される発表内容を重視して振り分けます。
• 同程度の内容が複数ある場合、レビューより自身の研究発表の方が振り分けの上で若干優遇されます。レビュー同士では、自身の研究目的に繋がっているような（新たな考えなどがある）場合の方が優遇されます。つまり、 自身の研究 ＞ 自身の研究に繋がるレビュー ＞ 単なるレビューの順で振り分けは若干優遇されます。
• 以上の基準から判断して同程度の優先度だった場合に限り、M1が優先されます。

守備範囲

• 重力波は素粒子・重力・宇宙論分科会で扱います。
• ブラックホールについて、天体周辺のガス降着の数値計算や実際の観測結果についてはコンパクト天体分科会で扱います。
• 重力理論の検証や時空構造の研究は素粒子・重力・宇宙論分科会で扱います。
• AGNホスト銀河やAGNと銀河の共進化については銀河・銀河団分科会で扱います。
• 超新星爆発について、超新星そのものに関する理論・観測についてはコンパクト天体分科会で扱います。超新星残骸や星間空間における宇宙線の伝搬に関しては、星間物質との関わりが深いため星間現象/星・惑星形成分科会で扱います。
• 連星について、中性子星のようなコンパクト天体が付随する連星はコンパクト天体分科会で扱います。そのような連星の合体による高エネルギー 現象もコンパクト天体分科会で扱います。一方、恒星同士の連星や連星形成を扱う研究は星間現象/星・惑星形成分科会で扱います

キーワード

大カテゴリ：「コンパクト天体」「宇宙素粒子」

小カテゴリ：「中性子星」「パルサー」「マグネター」「ブラックホール」「降着円盤」「ジェット」「白色矮星」「激変星」「活動銀河核」「超新星爆発」「ガンマ線バースト」「キロノヴァ」「高速電波バースト」「潮汐破壊」「連星合体」「宇宙線」「高エネルギー粒子」「ニュートリノ」

観測機器分科会

タイトル

つくろう！宇宙を観る目を！そして天文学史の新たな芽を！

座長団

今村千博（名古屋大学／D1）、川島輝能（東京大学宇宙線研究所／D1）、森下弘海（東京都立大学／D1）

紹介文

現代天文学の研究において、観測装置は重要な役割を果たしています。17世紀のヨーロッパでは、ガリレオ・ガリレイをはじめとする天文学者たちが当時発明されたばかりの望遠鏡を使って天体を観察し、人類の知りうる自然科学の領域を宇宙へと大きく広げました。以来、観測装置は、科学技術の発展とともに進化し、観測天文学の進展に影響を与え続けてきました。現代では、ALMA、すばる、Fermiなど電波からγ線に至るまでさまざまな波長の電磁波の観測だけでなく、MAGIC、スーパーカミオカンデ、KAGRAなどの稼働により、宇宙線、ニュートリノ、重力波といった電磁波以外の信号さえも天文学の観測的研究に利用できるようになりました。さらに、近年ではデータ科学的手法が天文学に取り入れられるようになり、より良い観測や装置開発に役立てられています。このように、観測装置の発展により、私たちは宇宙をさまざまな側面から見て知見を広げることが可能となり、あらゆる信号を駆使した天文･天体物理学が展開されてきました。

本分科会では、観測装置のハードウェア開発やデータ処理システムのソフトウェア開発、およびそれらに関わるデータ科学について幅広く取り扱います。観測機器の技術開発は天文･天体物理学の発展に非常に重要です。多くの観測手段の統合により天文･天体物理学が進化を続けるなかで、異分野の観測手法や原理を理解することは互いの協調性を高めます。本分科会への参加を通して、異分野間の交流と相互理解を深めるとともに、新たな発想や着眼点を生み、自身の研究に活かされることを期待しています。 　

招待講師

村松はるか（NASA Goddard Space Flight Center）
栗田光樹夫（京都大学） 　

振り分け基準

• 応募数が定員数を上回った場合、アブストラクトを参考に振り分けを行います。振り分けはM1以下とそれ以外に分けて行います。振り分けの基準は、M1以下の方を易しめに設定します。
• レビュー講演も歓迎します。その場合、レビューの内容が自身の研究にどのように繋がるか、そして自身の研究展望について述べられているものを優遇します。
• 自身の行った実験や評価試験の発表のみでなく、開発しているハードウェア/ソフトウェア（レビューであれば対象としているもの）の背景と新規性を理解していることを求めます。
• 参加者同士の専門が大きく異なることを考慮して、説明が理解しやすいことを求めます。

守備範囲

• 望遠鏡･検出器等のハードウェアの開発や機器制御等のソフトウェア開発、およびそれらに関わるデータ科学については観測機器分科会で扱います。
• 開発する装置が目指す科学目標に話の重点を置く場合は、その天体や現象に該当する分科会で扱います。

キーワード

大カテゴリ：「ハードウェア開発」「ソフトウェア開発」

小カテゴリ：「望遠鏡」「検出器」「光学系」「読み出し」「データ処理」「データ科学」
メッセンジャー：「電波」「赤外線」「可視光」「紫外線」「X線」「ガンマ線」「重力波」「宇宙線」「ニュートリノ」「暗黒物質」

銀河・銀河団分科会

タイトル

銀河・銀河団研究のここが凄い！

座長団

梅田滉也（東京大学／D1）、池田遼太（総合研究大学院大学／D1）、中野覚矢（名古屋大学／D1）、鈴木善久（東北大学／D1）、五十嵐諒（新潟大学／M2）、及川雄飛（京都大学／M2）、柿元拓実（総合研究大学院大学／M2）、中谷友哉（京都大学／M2）

紹介文

銀河・銀河団研究のここが凄い！とは言いつつ、自分の専門分野に関わる点でしか凄いところを挙げられない人が多いのではないでしょうか。銀河・銀河団は電波からガンマ線にわたる多波長において研究されており、また銀河・銀河団の形成や力学・化学進化、宇宙論の検証などと非常に幅広い研究テーマが存在する分野です。さらにALMA、Gaia、そしてJWSTといった高性能な観測装置を用いた近年の観測成果は時に我々の知識を一新し、大規模高速演算や機械学習の応用によって描かれる銀河・銀河団の姿もより複雑さを増しています。そのため毎日arXivにへばりついていたとしても銀河・銀河団研究の全体像が中々掴めないというのが実情だと思います。

しかし、科学的に意義のある研究を行う、または研究に意義を見出すには、その研究分野の全体像を捉えておく必要があります。そのため本分科会では、全国の銀河・銀河団研究に携わる学生が集まり、それぞれが知識を出し合い、議論を重ねることで、参加者に幅広い知識と研究分野の全体像をつかむ機会を提供することを目指します。今後LSSTやRoman、SKA、Subaru PFSなどといった観測装置や更なる高性能計算機の登場によって銀河・銀河団研究は目まぐるしい速さでさらに広く、深く、また複雑になっていくと思われます。そんなチャレンジングで超エキサイティングな分野で研究していく上で、本分科会での経験が活かされることを願います。 　

招待講師

柏野大地（名古屋大学）
森脇可奈（東京大学） 　　　　　　

振り分け基準

• 講演は主に「アブストラクト・学年・独自性」を基準に振り分けます。
• アブストラクトは完成度が高いもの、学年は低学年ほど優先されます。 (1)独自の研究 ＞ (2)独自の解釈等を含むレビュー講演 ＞ (3)レビュー講演の優先順位とします。(2)に該当する場合は、アブストラクトにその旨を明記してください。
• 分野ごとに講演の数が偏っていた場合は調整を加える可能性があります。

守備範囲

• 活動銀河
• 球状星団を1つの系としてみる場合など
• 超大質量ブラックホール、AGNと銀河の共進化
• 系外銀河内の星形成あるいは銀河系内のkpcスケールに関連する星形成活動
• Mpc以下のスケールの構造形成について、その構造をトレースするものが銀河である場合（例えば銀河団、銀河クラスタリングなど）
• 銀河形成に関連するフィードバック（SN、AGN、 大質量星による輻射等）
• 銀河/AGNによる宇宙再電離への寄与
• 銀河間物質と銀河進化の関係

キーワード

大カテゴリ：「銀河」「銀河団」「銀河形成・進化」

小カテゴリ：「銀河系」「矮小銀河」「近傍銀河」「遠方銀河」「AGN・活動銀河」「球状星団」「銀河群・銀河団」「星形成（系外 or 系内のkpcスケール以上）」「化学進化（系外 or 系内のkpcスケール以上）」「銀河衝突」「超新星・AGNフィードバック」「ジェット（銀河スケール）」「ダークマターハロー」

星間現象／星・惑星形成分科会

タイトル

〜ツナグ〜　宇宙の物質循環

座長団

小道雄斗（東京大学／M2）、神原祐樹（東京大学／M2）、河合優悟（東京大学／M2）、瀬野泉美（名古屋大学／M2）、谷安要（京都大学／M2）、野﨑信吾（九州大学／M2）、成田拓仁（京都大学／D1）、松永海（京都大学／M2）、倉田昂季（甲南大学／M2）、大場滉介（東京大学／M2）、成田佳奈香（東京大学／M2）

紹介文

本分科会では、高エネルギーの星間物質から星・惑星形成、太陽系天体、系外惑星、アストロバイオロジーに関する研究を扱います。これは2022年度までの星間現象分科会と星・惑星形成分科会で扱っていた分野全体にあたります。

宇宙空間に漂う塵やガスである星間物質は、星や惑星系の誕生に密接に関わる存在です。星・惑星の誕生を知ることは我々人類の起源を知ることにもつながります。原子ガスが超新星爆発やスーパーバブル、銀河渦状腕によって引き起こされる衝撃波により圧縮され、熱的に不安定となり、暴走的に冷却・凝縮することで、星形成の母胎となる分子雲ができます。分子雲ではフィラメントが分裂することで分子雲コアが形成されます。その後分子雲コアが重力収縮することで、アウトフローが駆動し原始星が誕生します。原始星周りにはガスとダストを材料とする原始惑星系円盤が形成され、円盤から惑星が形成されます。そして、星が最期を迎えると、大質量星内部で合成された重元素を含む構成物質の大半がまた星間物質に還っていきます。これらの過程について、磁気流体計算や化学進化計算などの数値シミュレーション及びモデル計算が行われており、各スケールで理論モデルと観測との整合性が議論されています。また、ALMAなどを用いて原始惑星系円盤の構造や分子雲コアの化学組成が電波で観測されたり、XMM-NewtonやChandraによる超新星残骸プラズマのX線観測がなされたりするなど、詳細な観測結果が得られています。今後、JWSTによる系外惑星の直接撮像や分子雲コアなどにおける星間氷の観測などが期待されます。また今年度打ち上げ予定のXRISM衛星によるX線精密分光観測、2024年打ち上げ予定のMMXによる探査、SKAやPLATOなどの将来の望遠鏡による観測など、新しい観測結果から大きな進展が期待されます。

このように、星間物質と星・惑星の形成は関係が深く、観測・理論・探査の各方面から分野を超えた協力が不可欠です。本分科会に参加される皆様には、夏の学校での発表や議論を通じて、分野や手法の垣根をまたぐ視野を持ち、今後の研究活動に役立てて頂くことを期待します。 　

招待講師

奥住聡（東京工業大学）
藤井通子（東京大学） 　　　　　　

振り分け基準

• 自身の研究 ＞ 自身の研究につながるレビュー ＞ 単なるレビューの順に優先します。
• 基本的に修士課程の学生の発表を優先します。
• 同程度の優先度だった場合、アブストラクトの出来によって判断します。

守備範囲

• 分子雲、星形成領域、連星進化、系外惑星、超新星残骸は星間現象/星・惑星形成分科会で扱います。
• 分子雲内に見られる、線状高密度領域を指すフィラメント、及びその分裂を議論する研究は星間現象/星・惑星形成分科会で扱います。
• 分子雲コア、アウトフローは、そのサイズに関わらず、星間現象/星・惑星形成分科会で扱います。
• 宇宙線のうち、超新星残骸起源の銀河系内宇宙線など星間物質に関連するものは星間現象/星・惑星形成分科会で扱います。
• 水素燃焼する質量の星は太陽・恒星分科会で扱います。
• 超新星自身はコンパクト天体分科会で扱います。

キーワード

大カテゴリ：「超新星残骸」「分子雲」「星形成」「惑星形成」「惑星科学」

小カテゴリ：「メーザー」「PAH」「CMZ」「フィラメント」「分子雲衝突」「星間乱流」「星間磁場」「ダスト」「惑星状星雲」「光解離領域」「HII領域」「HIガス」「原始星」「褐色矮星」「初代星」「分子雲コア」「太陽系形成」「前主系列星」「アウトフロー」「原始惑星系円盤」「周惑星円盤」「太陽系内天体」「微惑星形成」「デブリ円盤」「太陽系外惑星」「巨大衝突」「衛星」「軌道進化」「惑星環境」「惑星大気」「磁気圏」「惑星内部構造」「惑星地質学」「惑星物質科学」「宇宙塵・惑星間塵」「連星形成」「アストロケミストリー」「アストロバイオロジー」「SFR」「SFE」「数値計算」「JWST」

太陽・恒星分科会

タイトル

汝が為に星は光る

座長団

大津天斗（京都大学／D1）、岡田寛子（兵庫県立大学／D1）、吉田南（東京大学／D1）、夏目純也（京都大学／M2）、古塚来未（兵庫県立大学／M2）、吉久健朗（京都大学／M2）、佐藤慶暉（総合研究大学院大学／M2）

紹介文

近年の太陽・恒星研究では、数多くの新しい観測が計画・実行されてきています。太陽分野では、Hinode衛星をはじめ、SDO衛星、IRIS衛星、CLASPロケット、SUNRISE、FOXSIなどによる太陽表面や上空の微細構造の観測が行われ多くの成果を上げてきました。最近ではALMA、Parker Solar ProbeやSolar Orbiterによる成果も出始め、DKISTも観測を開始し、今後の成果が期待されます。さらにSOLAR-CやPhoENiXといった次世代の衛星プロジェクトも計画されています。一方、恒星分野では、これまで近赤外線帯域のすばる望遠鏡やKepler衛星、X線帯域のMAXIやCHANDRA衛星、電波帯域のVLAや野辺山45m望遠鏡などが観測に用いられてきました。加えて近年にはNICER衛星、TESS衛星、せいめい望遠鏡が観測を開始し、今後は、XRISMによる恒星観測も期待されています。

このような観測の多様化により、太陽、恒星、さらには惑星の研究者が互いに手を取り合って前に進む時代が来ており、観測だけでなく、装置開発、理論・数値シミュレーションの総合力をもって問題の解決に挑む必要があります。

本分科会では太陽・恒星の幅広いテーマを取り上げ、広い角度から太陽・恒星の全体像を把握することを目指します。さらに招待講演では太陽・恒星分野の第一線で活躍されている研究者を２名招待し、最新の研究を紹介していただきます。最先端の研究を肌で感じ、参加者のさらなる研究意欲をかきたてられることでしょう。これらの試みにより、専門分野を超えた知識の共有や新たな発見が生まれ、本分科会が日本における太陽・恒星の研究をさらに加速させるエネルギー源となることを期待しています。 　

招待講師

石垣美歩（国立天文台）
金子岳史（新潟大学） 　　　　　　

振り分け基準

• 自身の研究 ＞ 自身の研究に繋がるレビュー ＞ 単なるレビュー　の順で振り分けが優遇されます。
• 基本的に修士１年の学生の発表を優遇します。
• 修士２年以上の発表は過去の発表回数やアブストラクトによって判断します。

守備範囲

• 個々の恒星の性質を用いた議論（金属欠乏星など）は太陽・恒星分科会で扱います。
• 連星は太陽・恒星分科会で扱います。
• 惑星系を持つ恒星自体に関する研究は太陽・恒星分科会で扱います。
• 恒星の集団（球状星団や銀河など）は銀河・銀河団分科会で扱います。
• 白色矮星はコンパクト天体分科会で扱います。
• 超新星爆発や中性子星はコンパクト天体分科会で扱います。
• 水素燃焼が始まる前の原始星は星間現象/星・惑星形成分科会で扱います。
• 水素燃焼しない褐色矮星は星間現象/星・惑星形成分科会で扱います。

キーワード

大カテゴリ：「太陽」「恒星」

小カテゴリ：「太陽・恒星内部」「光球」「彩層」「コロナ」「磁場」「太陽・恒星風」「ダイナモ」「宇宙天気・宇宙気候」「プロミネンス」「フレア」「質量放出」「恒星大気」「主系列星」「惑星状星雲」「恒星進化」「変光星」「脈動」「磁気リコネクション」「黒点」「化学組成」「連星」「太陽観測衛星・実験」「恒星内元素合成」

素粒子・重力・宇宙論分科会

タイトル

宇宙をとりまくウロボロス〜基本原理の解明に向けて〜

座長団

水口由莉乃（名古屋大学／M2）、谷田幸貴（名古屋大学／M2）、上道恵也（名古屋大学／M2）、中野貴臣（名古屋大学／M2）、鄭玄（東京大学／M2）、野瀬観見（東京大学／M2）、村上靖洋（東京大学／M2）

紹介文

現在広く受け入れられている宇宙モデルでは、インフレーション期と呼ばれる指数関数的な膨張期にはじまり、再加熱期、ビックバン元素合成、宇宙の晴れ上がり、暗黒時代、初代天体形成、宇宙の再電離という歴史を歩んできたと考えられています。このモデルは、宇宙マイクロ波背景放射（CMB）や大規模構造の観測を整合的に説明します。一方で、インフレーションの直接的証拠や、ダークマター・ダークエネルギーの正体など、未解決の課題も多く残されています。今後予定されているすばる望遠鏡の広視野分光観測装置PFSやCMB偏光観測衛星LiteBIRD、レーザー干渉計宇宙アンテナLISAなどを用いた最先端の精密観測によってこれらの謎を解明することが期待されています。観測の精度向上にともない、精度の高い理論モデルの構築に向けた理論的、数値的研究も盛んに行われています。

また、この宇宙の成り立ちを理解するには構成粒子である原子核や素粒子の観点からの理解もかかせません。原子核理論や素粒子標準模型の研究の進展は、恒星内部での核融合反応や宇宙の熱史、バリオン非対称など、この宇宙の事象を説明する上で重要な役割を果たしてきました。一方で、宇宙に関する理論的・観測的研究がこれらの分野に与える影響も大きく、原子核・素粒子の研究と関わるキロノバや初期宇宙の観測は、重力波等に代表される観測技術の進歩により今後ますます進んでいくはずです。

宇宙の進化や構造形成を探索する上では重力理論の研究も当然重要なものとなります。現在標準的な重力理論として広く知られる一般相対性理論は太陽系スケール内での観測と整合し、近年観測され始めた重力波も上手く記述することができています。しかし宇宙膨張や初期宇宙、重力の量子化といった一般相対性理論の枠組みでは説明できない事象も存在し、修正重力理論や量子重力理論といった新たな重力理論の構成に関する研究も盛んに行われています。

4年ぶりに対面で開催される本分科会では、素粒子論・重力理論・宇宙論が抱える未解明事項に取り掛かる全ての研究発表を歓迎し、参加学生が議論できる場を設けます。幅広いテーマについて活発に議論を行うことで、 本研究会が各々の視野を広げるきっかけとなることを期待します。 　

招待講師

田中貴浩（京都大学）
藤原素子（ミュンヘン工科大学） 　　　　　　

振り分け基準

• (1)独自の研究をおこなっているもの ＞ (2)他の研究についてのレビューのh順で選定をします。
• ただし、M1については優先的に、その他の学年は並列に振り分けるものとします。
• 優先順位に関してはアブストラクトの内容で独自性、新規性を考慮して決定します。

守備範囲

以下のテーマは、素粒子・重力・宇宙論分科会で扱います。

• 宇宙論的なスケールにおける宇宙の時間発展、構造形成に関連する問題
• インフレーション周辺の初期宇宙に関する問題
• ブラックホールやその数理、重力波等に関連する問題
• ダークマター、ダークエネルギーに関連する問題
• 修正重力、量子重力、余剰重力等に関連する問題

キーワード

大カテゴリ：「重力理論」「相対論的宇宙論」「観測的宇宙論」「素粒子論」「素粒子論的宇宙論」

小カテゴリ：「Einstein重力」「analog gravity」「修正重力理論」「重力波」「ブラックホール」「数値相対論」「初期宇宙」「インフレーション」「再加熱」「ダークマター」「ダークエネルギー」「CMB」「大規模構造」「重力レンズ」「宇宙再電離」「21cm線」「標準模型」「標準模型の拡張」「統一理論」「ニュートリノ」「量子重力」「ホログラフィー原理」「相転移」「量子情報」