Ia型超新星の進化経路の総合的理解

• Project/Area Number: 16K05289
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 蜂巣 泉 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (90135533)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: Ia型超新星 / 回帰新星 / 新星風 / 連星系の進化 / 質量降着 / 元素の化学進化 / 宇宙の加速膨張 / 古典新星 / 色等級図 / 超新星爆発 / 白色矮星 / 新星爆発

Outline of Annual Research Achievements

Ia型超新星の進化経路に関しては、二重白色矮星合体モデルと連星系中の単独白色矮星成長モデルの二つがあり、どちらがより重要かについていまだ未解明のまま推移している。この問題を解明するには、単独白色矮星が連星系中の相手の星からガスを受け取り、どのように成長するかを解明しなければならない。これは、白色矮星がチャンドラセカール限界質量近くまで到達したときに中心の炭素の不安定核燃焼が始まることで、Ia型超新星爆発に至るからである。特に、相手の星からの質量移動率が下がってきた場合に、白色矮星上に積もった水素ガスは、間欠的に水素核燃焼爆発を起こす。さらに、白色矮星質量が増加し、チャンドラセカール限界質量に近づいた場合には、この水素爆発の間隔が短くなり、１年以内となることが私たちにより理論的に明らかにされている。アンドロメダ銀河に出現した１年周期の回帰新星は、まさにそのような例であり、観測と理論的モデルの詳細な比較により、白色矮星がどのようにその質量を増やしていくかの調べる格好の天体である。今回、理論モデルと観測の対比から、相手の星から移動してきたガスのうち、約60%は新星爆発時に連星系の外に放出され、残りの約40%がヘリウムとなり、白色矮星に積もることが明らかにできた。さらに、この天体は、白色矮星質量が1.38倍の太陽質量と見積もられ、Ia型超新星として爆発する質量に非常に近いことが判明した。このことは、実際に連星系中の単独の白色矮星成長モデルにまさに対応する天体が存在し、その白色矮星質量が現在増加中であることを明確に示した。これにより、定量的に白色矮星質量の増加量が見積もることができたので、それをもとにして、Ia型超新星の発生率をより正確に推定できるようになった。

Research Products

• [Int'l Joint Research] バルセロナ自治大学/CSIC-IEEC/ESAC(スペイン)
• [Int'l Joint Research] リバプール大学/レスター大学(英国)
• [Int'l Joint Research] Academy of Sciences(チェコ)
• [Int'l Joint Research] University of Illinois/NASA Goddard Space Flight Center(米国)
• [Int'l Joint Research] Radboud University(オランダ)
• [Int'l Joint Research]
• [Journal Article] A Millennium-long Evolution of the 1 yr Recurrence Period Nova - Search for Any Indication of the Forthcoming He Flash (2017)
  • Author(s): Kato Mariko、Saio Hideyuki、Hachisu Izumi
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 844 Issue: 2 Pages: 143-143
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa7c5e
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Does Explosive Nuclear Burning Occur in Tidal Disruption Events of White Dwarfs by Intermediate-mass Black Holes? (2017)
  • Author(s): Tanikawa Ataru、Sato Yushi、Nomoto Ken’ichi、Maeda Keiichi、Nakasato Naohito、Hachisu Izumi
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 839 Issue: 2 Pages: 81-81
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aa697d
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Self-consistent Model for a Full Cycle of Recurrent Novae - Wind Mass-loss Rate and X-Ray Luminosity (2017)
  • Author(s): Kato Mariko、Saio Hideyuki、Hachisu Izumi
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 838 Issue: 2 Pages: 153-153
  • DOI: 10.3847/1538-4357/838/2/153
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] M31N 2008-12a - the remarkable recurrent nova in M31: Pan-chromatic observations of the 2015 eruption (2016)
  • Author(s): Darnley, M.J., Henze, M. F. Bode, I. Hachisu, M. Hernanz, K. Hornoch, R. Hounsell,
  • Journal Title: Astrophys, J. Volume: 833 Issue: 2 Pages: 1-38
  • DOI: 10.3847/1538-4357/833/2/149
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] X-ray flashes in recurrent novae (2016)
  • Author(s): Kato, M., Saio, H., Henze, M., J-W. Ness, J.P. Osborne, K.L. Page, M.J. Darnley, M.F. Bode, A. W. Shafter, M. Hernanz, N. Gehrels
  • Journal Title: Astrophys. J. Volume: 830 Issue: 1 Pages: 1-12
  • DOI: 10.3847/0004-637x/830/1/40
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Shortest recurrence periods of forced novae (2016)
  • Author(s): Hachisu, I., Saio, H., and Kato, M.
  • Journal Title: Astrophys. J. Volume: 824 Issue: 1 Pages: 1-10
  • DOI: 10.3847/0004-637x/824/1/22
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The UBV Color Evolution of Classical Novae. II. Color--Magnitude Diagram (2016)
  • Author(s): Hachisu, Izumi; Kato, Mariko
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Supplement Series Volume: 223 Issue: 2 Pages: 1-62
  • DOI: 10.3847/0067-0049/223/2/21
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The Critical Mass Ratio of Double White Dwarf Binaries for Violent Merger-induced Type Ia Supernova Explosions (2016)
  • Author(s): Sato, Yushi; Nakasato, Naohito; Tanikawa, Ataru; Nomoto, Ken'ichi; Maeda, Keiichi; Hachisu, Izumi
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 821 Issue: 1 Pages: 67-67
  • DOI: 10.3847/0004-637x/821/1/67
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Light curve analysis of neon novae (2016)
  • Author(s): Izumi Hachisu and Mariko Kato
  • Journal Title: Astrophysica Journal Volume: 816 Issue: 1 Pages: 26-26
  • DOI: 10.3847/0004-637x/816/1/26
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Generalized Color-Magnitude Diagram of Novae: Distance Determination (2017)
  • Author(s): Hachisu, Izumi
  • Organizer: Mini Workshop on Novae
  • Place of Presentation: バルセロナ自治大学、スペイン
  • Year and Date: 2017-03-06
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Multifrequency Behaviour of Classical Novae (2017)
  • Author(s): Hachisu, Izumi
  • Organizer: The Golden Age of Cataclysmic Variables and Related Objects IV
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Remarks] Izumi Hachisu's Home Page
  • URL: http://lyman.c.u-tokyo.ac.jp/~hachisu/index.shtml