最も明るい超新星の正体と初期宇宙における星形成史の解明

• Project/Area Number: 11J05929
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 守屋 尭 東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2011 – 2013
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
• Keywords: 超新星 / 大質量星進化 / 質量放出 / 星周物質 / 星形成史

Research Abstract

今年度は、昨年度中に定式化した、超光度超新星の一部が属するIIn型超新星と呼ばれる超新星に適用出来る解析的な光度曲線の論文を仕上げ、出版した。さらに、この光度曲線モデルを多くの観測されたIIn型超新星に当てはめることで、IIn型超新星の親星の爆発直前の質量放出の様子を統計的に調べた。これにより、IIn型超新星の親星は、その爆発の瞬間に近づくにつれて質量放出率が大きくなる傾向がありそうであることを示した。大質量星の爆発はその中心が潰れることによって引き起こされるが、大質量星の質量放出は星の表面で起っていることであり、従来の恒星進化理論ではこの2つの現象が関わりを持つとは考えられて来なかった。しかし、超光度超新星を形作るIIn型超新星の親星の示す非常に大きな質量放出が、実はその中心の進化と関係している可能性を示した。さらに、この2つの現象を結びつけた質量放出のメカニズムとして、大質量星の進化末期に顕著になる、星の中心からの膨大なニュートリノ放出が原因となる大質量星の質量放出メカニズムを提唱した。他にも、大質量星の外層が爆発直前に不安定になる可能性に着目し、その不安定性によって爆発直前に超光度超新星を生み出す高密度星周物質が出来る可能性を模索している。これまで作り上げて来た超光度超新星の観測可能性について、現在計画している可視光でのサーベイだけではなく、将来計画されている近赤外線によるサーベイを行うことでより遠方の超光度超新星を見つけることが可能であることを示した。本研究課題を申請した際には既に結果が出ていることが予想されていた、すばる望遠鏡の新観測装置HSCでの可視光を用いた超光度超新星の探索は、計画の遅れにより今年度末にちょうど始まった。観測が行われることは決まっているので、今後数年のうちに高赤方偏移超光度超新星の観測結果が得られると考えられる。引き続き観測に携わり、初期宇宙における星形成史への制限を観測的に与えて行きたい。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Research Products

• [Journal Article] Mass-loss histories of Type IIn supernova progenitors within decades be fore their explosion (2014)
  • Author(s): T. J. Moriya, K. Maeda, F. Taddia, J. Sollerman, S. I. Blinnikov, E. I. Sorokina
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 439 Issue: 3 Pages: 2917-2926
  • DOI: 10.1093/mnras/stu163
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 星周物質と相互作用する超新星 (2014)
  • Author(s): 守屋尭
  • Journal Title: 天文月報 Volume: 107 Pages: 107-114
• [Journal Article] An analytic bolometric light curve model of interaction-powered supernovae and its application to Type IIn supernovae (2013)
  • Author(s): T. J. Moriya, K. Maeda, F. Taddia, J. Sollerman, S. I. Blinnikov, E. I. Sorokina
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 435 Issue: 2 Pages: 1520-1535
  • DOI: 10.1093/mnras/stt1392
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Episodic modulations in supernova radio light curves from luminous blue variable supernova progenitor models (2013)
  • Author(s): T. J. Moriya, J. H. Groh, G. Meynet
  • Journal Title: Astronomy & Astrophysics Letters Volume: 557 Pages: L2-L2
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201322012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] SN 2009js at the Crossroads between Normal and Subluminous Type II P Supernovae : Optical and Mid-infrared Evolution (2013)
  • Author(s): P. Gandhi, M. Yamanaka, M. Tanaka, T. Nozawa, K. S. Kawabata, I. Saviane, K. Maeda, T. J. Moriya, T. Hattori, M. Sasada, R. Itoh
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 767 Issue: 2 Pages: 166-166
  • DOI: 10.1088/0004-637x/767/2/166
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Extraordinary Magnification of the Ordinary Type Ia Supernova PS1-10afx (2013)
  • Author(s): R. M. Quimby, M. C. Werner, M. Oguri, S. More, A. More, M. Tanaka, K. Nomoto, T. J. Moriya, G. Folatelli, K. Maeda, M. Bersten
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters Volume: 768 Issue: 1 Pages: 20-25
  • DOI: 10.1088/2041-8205/768/1/l20
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Properties of Newly Formed Dust Grains in the Luminous Type IIn Supernova 2010jl (2013)
  • Author(s): K. Maeda, T. Nozawa, D. K. Sahu, Y. Minowa, K. Motohara, I. Ueno, G. Folatelli, T. -S. Pyo, Y. Kitagawa, K. S. Kawabata, G. C. Anupama, T. Kozasa, T. J. Moriya, M. Yamanaka, K. Nomoto, M. Bersten, R. Quimby, M. Iye
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 776 Issue: 1 Pages: 5-5
  • DOI: 10.1088/0004-637x/776/1/5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Detectability of high-redshift superluminous supernovae with upcoming optical and near-infrared surveys -II. Beyond z=6 (2013)
  • Author(s): M. Tanaka, T. J. Moriya, N. Yoshida
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 435 Issue: 3 Pages: 2483-2493
  • DOI: 10.1093/mnras/stt1469
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ultra-stripped Type Ic Supernovae from Close Binary Evolution (2013)
  • Author(s): T. M. Tauris, N. Langer, T. J. Moriya, Ph. Podsiadlowski, S. -C. Yoon, S. I. Blinnikov
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters Volume: 778
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Light-curve modelling of superluminous supernova 2006gy: collision between supernova ejecta and a dense circumstellar medium (2013)
  • Author(s): T, J, Moriya, S, I, Blinnikov, N, Tominaga, N, Yoshida, M, Tanaka, K, Maeda, & K, Nomoto
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 428 Issue: 2 Pages: 1020-1035
  • DOI: 10.1093/mnras/sts075
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synthetic light curves of shocked dense circumstellar shells (2013)
  • Author(s): T, J, Moriya, S, I, Blinnikov, P, V, Baklanov, E.I, Sorokina, & A, D, Dolgov
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 430 Issue: 2 Pages: 1402-1407
  • DOI: 10.1093/mnras/stt011
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Dip after the Earily Emission of Superluminous Supernovae:A Signature of shock Beakout within Dense Circumstellar Media (2012)
  • Author(s): T, J, Moriya & K, Maeda
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters Volume: 756 Issue: 1 Pages: L22-L22
  • DOI: 10.1088/2041-8205/756/1/l22
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Progenitors of Recombining Supernova Remnants (2012)
  • Author(s): T.J.Moriya
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters Volume: 750 Issue: 1 Pages: L13-L13
  • DOI: 10.1088/2041-8205/750/1/l13
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diversity of Luminous Supernovae from Non-Steady Mass Loss (2011)
  • Author(s): T.J.Moriya, N.Tominaga
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 747 Issue: 2 Pages: 118-125
  • DOI: 10.1088/0004-637x/747/2/118
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Detectability of High-Redshift Supernovae with Upcoming Optical and Near-Infrared Surveys
  • Author(s): M.Tanaka, T.J.Moriya, N.Yoshida, K.Nomoto
  • Journal Title: Monthly Notices of Royal Astronomical Society Volume: (未定)(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Fallback Supernovae and Origin of Rapidly-Evolving Faint Supernovae (2014)
  • Author(s): Takashi Moriya
  • Organizer: Fifth Bonn Workshop on Formation and Evolution of Neutron Stars
  • Place of Presentation: ボン大学、ドイツ
  • Year and Date: 2014-03-05
• [Presentation] Episodic SN Radio Light Curve Modulations from Luminous Blue Variable SN Progenitors (2013)
  • Author(s): Takashi Moriya
  • Organizer: Supernovae and Gamma-Ray Bursts 2013
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2013-10-30
• [Presentation] IIn型超新星から探る大質量星が起こす爆発直前の大質量放出 (2013)
  • Author(s): 守屋尭
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 2013-09-11
• [Presentation] High-z superluminous supernova survey with HSC and SPLASH (2013)
  • Author(s): Takashi Moriya
  • Organizer: 2013 COSMOS Meeting
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2013-05-23
• [Presentation] Luminous Blue Variable SN Progenitors with Episodic SN Radio Light Curve Modulations (2013)
  • Author(s): Takashi Moriya
  • Organizer: Fifty-One Ergs
  • Place of Presentation: ノースカロライナ州立大学、アメリカ
  • Year and Date: 2013-05-13
• [Presentation] Revealing Explosive Mass Loss Decades before Massive Star Explosions from Type IIn Supernova Light Curve Modeling (2013)
  • Author(s): Takashi Moriya
  • Organizer: The deaths of stars and the lives of galaxies
  • Place of Presentation: 欧州南天天文台、チリ
  • Year and Date: 2013-04-09
• [Presentation] Light Curve Modeling of Superluminous Supernovae (2013)
  • Author(s): Takashi Moriya
  • Organizer: IAUS 296: Supernova Environmental Impacts
  • Place of Presentation: ライチャク(インド)
  • Year and Date: 2013-01-08
• [Presentation] Type IIn Supernovae and Mass Loss of their Progenitors (2013)
  • Author(s): Takashi Moriya
  • Organizer: Massive Stars : From alpha to Omega
  • Place of Presentation: ロードス島、ギリシャ
• [Presentation] 高輝度青色激変星超新星親星モデルから再現される超新星電波光度曲線の突発的変化 (2013)
  • Author(s): 守屋尭
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
  • Place of Presentation: 東北大学
• [Presentation] HSCサーベイによる超光度超新星探索一最遠方超新星探索とその意義一 (2012)
  • Author(s): 守屋 尭
  • Organizer: すばるHSCサーベイによるサイエンス
  • Place of Presentation: 国立天文台(東京都)
  • Year and Date: 2012-09-28
• [Presentation] 再結合放射をしている超新星残骸の親星について (2012)
  • Author(s): 守屋 尭
  • Organizer: 日本天文学会2012年秋季年会
  • Place of Presentation: 大分大学(大分県)
  • Year and Date: 2012-09-19
• [Presentation] 非常に明るい超新星SN 2006gyの超新星爆発噴出物と星周物質の衝突による光度曲線モデル (2012)
  • Author(s): 守屋尭
  • Organizer: 日本天文学会2012年春季年会
  • Place of Presentation: 龍谷大学(京都府)
  • Year and Date: 2012-03-19
• [Presentation] Ultraviolet-Bright Type IIP Supernovae from Massive Red Supergiants (2012)
  • Author(s): T.Moriya
  • Organizer: IAUS279-Death of Massive Stars : Supernovae & Gamma-Ray Bursts
  • Place of Presentation: 日光(栃木県)
  • Year and Date: 2012-03-15
• [Presentation] Light Curve Modeling of Super-Luminous SNe and Dense CSM around their Progenitors (2012)
  • Author(s): T.Moriya
  • Organizer: Formation of Compact Objects : from the cradle to the grave
  • Place of Presentation: 早稲田大学(東京都)
  • Year and Date: 2012-03-07
• [Presentation] 超新星爆発で探る大質量星の爆発直前の質量放出 (2012)
  • Author(s): 守屋尭
  • Organizer: GCOE研究集会「Mult-messenger Astronomyで迫るコンパクト天体」
  • Place of Presentation: 京都大学(京都府)
  • Year and Date: 2012-02-23
• [Presentation] Light Curve Modelling of Superluminous Supernovae and its Implication for their Progenitor (2012)
  • Author(s): Takashi Moriya
  • Organizer: A Workshop on Outstanding Problems in Massive Star Research --the final stages
  • Place of Presentation: セントポール(アメリカ)
• [Presentation] Numerical Light Curve Modeling of Superluminous Supernovae (2012)
  • Author(s): Takashi Moriya
  • Organizer: Supemovae Illuminating the Universe: from Individuals to Populations
  • Place of Presentation: ガルヒン(ドイツ)
• [Presentation] Type IIn Super-Luminous Supernovae from Collision of Supernova Ejecta and Dense Circumstellar Medium (2012)
  • Author(s): Takashi Moriya
  • Organizer: First Stars IV
  • Place of Presentation: ハートピア京都(京都府)
• [Presentation] Super-Luminous Supernovae and Shock Breakout Ill Dense Circumstellar Medium (2012)
  • Author(s): Takashi Moriya
  • Organizer: HEDLA2012
  • Place of Presentation: タラハシー(アメリカ)
• [Presentation] 高密度星周物質中でのshock breakout (2012)
  • Author(s): 守屋尭
  • Organizer: 日本天文学会2012年春季年会
  • Place of Presentation: 龍谷大学(京都府)
• [Presentation] 高赤方偏移超新星で探る初期宇宙の星質量関数 (2011)
  • Author(s): 守屋尭
  • Organizer: 初代星形成・初代銀河研究会
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡県)
  • Year and Date: 2011-12-21
• [Presentation] 輻射流体力学の観点から見た非常に明るい超新星の多様性の起源について (2011)
  • Author(s): 守屋尭
  • Organizer: 輻射輸送・輻射流体サマースクール2011
  • Place of Presentation: 北海道大学(北海道)
  • Year and Date: 2011-08-18
• [Presentation] Fallback Supernovae : Fast & Faint Domain of Core-Collapse Supernovae (2011)
  • Author(s): T.Moriya
  • Organizer: IAUS 285-New Horizons in Time Domain Astronomy
  • Place of Presentation: Oxford, UK
• [Presentation] Shock Breakout in Dense Wind and Non-Steady Mass Loss (2011)
  • Author(s): T.Moriya
  • Organizer: Explosive Ideas about Massive Stars-from Observations to Modeling
  • Place of Presentation: Stockholm, Sweden
• [Presentation] Explosions of Red Supergiants in Dense CSM and their Implications (2011)
  • Author(s): T.Moriya
  • Organizer: Supernovae and their Host Galaxies
  • Place of Presentation: Sydney, Australia