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大質量連星系中の超新星爆発が引き起こす様々な現象

Research Project

Project/Area Number 16J07613
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

平井 遼介  早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords超新星爆発 / 連星進化 / 流体シミュレーション / 自己重力数値計算 / コンパクト連星形成
Outline of Annual Research Achievements

今年度は以下の2種類の研究を行った。
(1)昨年度はiPTF13bvnという超新星の親星の形成シナリオとして伴星がブラックホールであったという新たな説を提唱した。そして伴星として十分な質量のブラックホールが適切な距離に存在していた場合に主星がiPTF13bvnの観測的特徴を全て満たすような星に進化するということを示した。しかし、このシナリオはそもそも適切な質量で適切な距離にブラックホールが存在していたという大きな仮定に基づいている。今年度はこのブラックホールが形成される前段階の進化経路を調べる研究を行った。その結果、70太陽質量以上の星が15太陽質量程度の星と連星を組み、共通外層状態を経ることでiPTF13bvnの親星を作る条件を満たすような連星に進化する可能性があることがわかった。このことはiPTF13bvnの親星が非常に特殊な進化経路を経て進化したことを示唆しており、Ib型超新星で親星が発見された例が他にないことと矛盾しない。
(2)今年度後半は研究計画の通り、大質量連星系内における超新星爆発が伴星に及ぼす影響の系統的調査を行った。昨年度開発した新たな流体シミュレーションコードを用いて様々な質量、半径、構造を持った星を様々な連星軌道に置き、超新星爆風が伴星に衝突するシミュレーションを行った。そして、爆風が伴星に与えた運動量、剥ぎ取れた質量、伴星表面に降着する伴星由来の物質の量などを見積もり、そのパラメータ依存性を探った。先行研究では連星軌道や星の質量に対する依存性は調べられていたが、星の構造が結果に大きく影響すると予想されていた。本研究で星の構造に対する依存性を探ったことで具体的な運動量輸送や質量剥ぎ取りの物理的理解が深まった。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Int'l Joint Research] California Institute of Technology/Columbia University/Center for Computational Astrophysics(米国)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] The origin of the possible massive black hole in the progenitor system of iPTF13bvn2017

    • Author(s)
      Ryosuke Hirai
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters

      Volume: 469 Issue: 1 Pages: L94-L98

    • DOI

      10.1093/mnrasl/slx062

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Formation scenario of the progenitor of iPTF13bvn revisited2017

    • Author(s)
      Ryosuke Hirai
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 466 Issue: 4 Pages: 3775-3783

    • DOI

      10.1093/mnras/stw3321

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Formation pathway of Population III coalescing binary black holes through stable mass transfer2017

    • Author(s)
      Kohei Inayoshi, Ryosuke Hirai, Tomoya Kinugawa and Kenta Hotokezaka
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Hyperbolic Self-Gravity Solver for Large Scale Hydrodynamical Simulations2016

    • Author(s)
      Ryosuke Hirai, Hiroki Nagakura, Hirotada Okawa and Kotaro Fujisawa
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 93 Issue: 8 Pages: 083006-083006

    • DOI

      10.1103/physrevd.93.083006

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] iPTF13bvnの連星親星モデルの再検証2017

    • Author(s)
      平井遼介
    • Organizer
      日本天文学会2017年春季年会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2017-03-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] BH-NS binary formation in iPTF13bvn2017

    • Author(s)
      平井遼介
    • Organizer
      Ultra-Luminous X-ray Source 研究会 - 多波長で探る降着系の統一描像 -
    • Place of Presentation
      宇宙科学研究所
    • Year and Date
      2017-03-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Revisiting the Formation Scenario of the Progenitor of iPTF13bvn2017

    • Author(s)
      平井遼介
    • Organizer
      Molecule-type Workshop on "Transient Universe in the Big Survey Era: Understanding the Nature of Astrophysical Explosive Phenomena"
    • Place of Presentation
      基礎物理学研究所
    • Year and Date
      2017-01-23
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] iPTF13bvnの親星系に存在するブラックホールの起源について2017

    • Author(s)
      平井遼介
    • Organizer
      日本天文学会2018年秋季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Formation Scenario of the Progenitor of iPTF13bvn2017

    • Author(s)
      平井遼介
    • Organizer
      FOE17 Fifty-One Erg
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The binary companion to the progenitor of iPTF13bvn2017

    • Author(s)
      平井遼介
    • Organizer
      Ringberg Workshop on "The Progenitor-Supernova-Remnant Connection"
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] iPTF13bvnの連星親星モデル2016

    • Author(s)
      平井遼介
    • Organizer
      第29回 理論懇シンポジウム
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2016-12-20
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 超新星iPTF13bvnの連星親星モデル2016

    • Author(s)
      平井遼介
    • Organizer
      連星系・変光星・低温度星研究会 2016
    • Place of Presentation
      慶應大学
    • Year and Date
      2016-10-29
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 流体力学シミュレーションにおける高速自己重力計算手法の提案2016

    • Author(s)
      平井遼介、長倉洋樹、大川博督、藤澤幸太郎
    • Organizer
      日本天文学会2016年秋季年会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      2016-09-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 自己重力流体シミュレーションにおける高速 自己重力計算手法2016

    • Author(s)
      平井遼介、長倉洋樹、大川博督、藤澤幸太郎
    • Organizer
      第46回 天文・天体物理若手 夏の学校
    • Place of Presentation
      信州・戸倉上山田温泉 ホテル圓山荘
    • Year and Date
      2016-07-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Lessons on binary star evolution from iPTF13bvn2016

    • Author(s)
      平井遼介
    • Organizer
      2nd NAOJ-ECT* Workshop on "Many Riddles About Core-Collapse Supernovae: 1 Bethe and Beyond"
    • Place of Presentation
      国立天文台
    • Year and Date
      2016-06-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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