Exploring the origin of Type Ia supernova based on the emission from the circumstellar dust

• Project/Area Number: 17K14253
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: Kyoto University (2019); Hiroshima University (2017-2018)
• Principal Investigator: Yamanaka Masayuki 京都大学, 理学研究科, 特定准教授 (50645512)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2018: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
• Keywords: Ia型超新星 / 光近赤外線天文学 / 中小口径望遠鏡 / 超新星 / せいめい望遠鏡 / かなた望遠鏡 / 光赤外線大学間連携 / 超新星爆発 / 親星 / 赤外放射 / 星周物質 / 降着説 / 光学赤外観測 / 宇宙物理 / 宇宙科学 / 天文 / 光学赤外線天文学

Outline of Final Research Achievements

On the Type Ia supernovae (SNe Ia), the nature of the pre-explosion star is still ambiguous. Through this research, we demonstrated the `accretion scenario', in which the white dwarf reach the Chandrasekhar-limiting mass by accretion from the companion stars, e.g., normal or red supergiant stars. In order to catch the emission from the circumstellar dust around the supernovae, we performed the follow-up observations using the 1.5-m Kanata telescope with the optical-infrared camera, HONIR in Hiroshima University. We obtained the optical and near-infrared data of around 10 SNe Ia for this three years. We also performed the observations using Kyoto Seimei telescope in Okayama Observatory since 2019. We gave a constraints on the system of the pre-explosion star of a SN Ia from the early-phase data.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Ia型超新星の親星は、連星系をなす白色矮星が有力な候補であるが、どのような過程を経て爆発に至るかわかっていない。恒星かあるいは赤色巨星の伴星から質量降着によって限界質量に至る「降着説」か、２つの白色矮星が衝突合体し一気に限界質量を越える「合体説」か明らかではない。近年、我々は親星シナリオに制限を与えうる強力な手法を提示した。「降着説」に基づけば爆発に至るまでの間、伴星由来の降着ガスが一部連星系から放出されダストが形成されることが期待される。星周ダストは超新星からの放射を受け、赤外放射を起こす。これを観測によって捉えることで放出ガスの物理量に制限を与えることができると期待される。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Indian Institute of Astrophysics(インド)
• [Journal Article] SN 2019ein: New Insights into the Similarities and Diversity among High-velocity Type Ia Supernovae (2020)
  • Author(s): Kawabata Miho、Maeda Keiichi、Yamanaka Masayuki、Nakaoka Tatsuya、Kawabata Koji S.、Adachi Ryo、Akitaya Hiroshi、Burgaz Umut、Hanayama Hidekazu、Horiuchi Takashi、Hosokawa Ryohei、Iida Kota、Imazato Fumiya、Isogai Keisuke、Jiang Ji-an、et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 893 Issue: 2 Pages: 143-143
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab8236
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] On the observational behaviour of the highly polarized Type IIn supernova SN 2017hcc (2019)
  • Author(s): Kumar, B., Eswaraiah, C., Singh, A., Sahu, D. K., Anupama, G. C., Kawabata, K. S., Yamanaka, M., Otsubo, I., Pandey, S. B., et al.
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 488 Issue: 3 Pages: 3089-3099
  • DOI: 10.1093/mnras/stz1914
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] SN 2018hna: 1987A-like Supernova with a Signature of Shock Breakout (2019)
  • Author(s): Singh, A., Sahu, D. K., Anupama, G. C., Kumar, B., Kumar, H., Yamanaka, M., Baklanov, P. V., Tominaga, N., Blinnikov, S. I., Maeda, K., et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters, Volume 882, Issue 2, article id. L15, 7 pp. (2019). Volume: 882 Issue: 2 Pages: 15-22
  • DOI: 10.3847/2041-8213/ab3d44
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] SN 2017czd: A Rapidly Evolving Supernova from a Weak Explosion of a Type IIb Supernova Progenitor (2019)
  • Author(s): Nakaoka, Tatsuya; Moriya, Takashi J.; Tanaka, Masaomi; Yamanaka, Masayuki; Kawabata, Koji S.; Maeda, Keiichi; Kawabata, Miho; Kawahara, Naoki; Itagaki, Koichi; Ouchi, Ryoma; Blinnikov, Sergei I.; Tominaga, Nozomu; Uemura, Makoto
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 875 Issue: 1 Pages: 76-87
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab0dfe
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Extended optical/NIR observations of Type Iax supernova 2014dt: Possible signatures of a bound remnant (2018)
  • Author(s): Kawabata, Miho; Kawabata, Koji S.; Maeda, Keiich; Yamanaka, Masayuki; Nakaoka, Tatsuya; Takaki, Katsutoshi; Fukushima, Daiki; Kojiguchi, Naoto; Masumoto, Kazunari; Matsumoto, Katsura; Akitaya, Hiroshi; Itoh, Ryosuke, et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 70 Issue: 6 Pages: 111-132
  • DOI: 10.1093/pasj/psy116
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Polarization as a probe of dusty environments around Type Ia supernovae: radiative transfer models for SN 2012dn (2018)
  • Author(s): Nagao, Takashi; Maeda, Keiichi; Yamanaka, Masayuki
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 476 Pages: 4806-4813
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 光赤外線大学間連携による超新星の追観測： 極超新星におけるヘリウムの発見 (2018)
  • Author(s): 山中雅之
  • Journal Title: 天文月報 Volume: 111 Pages: 172-179
  • Open Access
• [Presentation] 近傍に現れた特異なIa型超新星SN 2019mujの可視・近赤外線観測 (2020)
  • Author(s): 川端美穂, 前田啓一, 山中雅之 (京都大), 中岡竜也, 川端弘治 (広島大), 他光赤外線大学間連携メンバー
  • Organizer: 日本天文学会2020年春季年会
• [Presentation] せいめい・かなたによる近傍銀河に現れたCa-rich transient SN 2019ehkの観測 (2020)
  • Author(s): 中岡竜也, 川端弘治 (広島大), 前田啓一, 山中雅之, 川端美穂 (京都大), 田中雅臣 (東北大), 冨永望 (甲 南大), 守屋尭 (国立天文台), かなた観測チーム
  • Organizer: 日本天文学会2020年春季年会
• [Presentation] 速い速度進化を示す Ia 型超新星 SN 2019ein の爆発初期からの観測 (2019)
  • Author(s): 川端美穂, 山中雅之, 前田啓一, 磯貝桂介, 田口健太 (京都大), 中岡竜也, 木村浩輝, 高木健吾, 川端弘治 (広島大), 長尾崇史 (ESO), 高木聖子 (北海道大), 田中雅臣 (東北大), 諸隈智貴,Jian Jiang(東京大), 他
  • Organizer: 日本天文学会2019年秋季年会
• [Presentation] 光赤外線大学間連携による爆発後450日間のIIP型超新星SN 2017eawの観測 (2019)
  • Author(s): 山中雅之, 中岡竜也, 川端美穂, 長木舞子, 河原直貴, 大坪一輝, 木村浩輝, 安部太晴, 山崎優衣奈, 川端 弘治 (広島大学), 諸隈智貴 (東京大学), 伊藤亮介, 村田勝寛 (東京工業大学), 今井正尭, 高木聖子 (北 海道大学), 他
  • Organizer: 日本天文学会2019年春季年会
• [Presentation] 光赤外線大学間連携による IIP 型超新星 SN 2017eaw の追観測 (2018)
  • Author(s): 山中雅之, 中岡竜也, 川端美穂, 河原直貴, 長木舞子, 安部太晴, 川端弘治 (広島大学), 諸隈智貴 (東京 大学), 伊藤亮介, 村田勝寛 (東京工業大学), 今井正尭, 高木聖子 (北海道大学), 高橋隼, 本田敏志, 大島 誠人, Stefan Baar, 高山正輝, 斎藤智樹 (兵庫県立大学), 森鼻久美子 (名古屋大学), 斉藤嘉彦 (情報通 信研究機構), 他
  • Organizer: 日本天文学会2018年春季年会
• [Presentation] 極めて短いプラトーを持つ特異な超新星 SN 2017czd の測光分光観測 (2018)
  • Author(s): 中岡竜也, 川端弘治, 山中雅之, 川端美穂, 河原直貴 (広島大), 前田啓一 (京都大), 田中雅臣, 守屋尭 (国 立天文台), 冨永望 (甲南大)、かなた観測チーム
  • Organizer: 日本天文学会2018年春季年会
• [Presentation] 河原直貴, 山中雅之, 川端弘治, 中岡竜也, 川端美穂 (広島大)、前田啓一 (京都大), かなた望遠鏡チーム (2018)
  • Author(s): Ca-rich トランジェント iPTF15eqv の可視近赤外測光分光観測
  • Organizer: 日本天文学会2018年春季年会
• [Presentation] 減光速度の大きな極超新星 SN 2014as の測光分光観測 (2018)
  • Author(s): 大坪一輝, 山中雅之, 川端弘治, 高木勝俊, 中岡竜也, 川端美穂, 河原直貴 (広島大学), 前田啓一 (京都 大学)
  • Organizer: 日本天文学会2018年春季年会
• [Presentation] OISTER Follow-up Observations of the bright Type IIP supernova SN 2017eaw (2018)
  • Author(s): Yamanaka, Masayuki; Nakaoka, Tatsuya; Kawabata, Miho; Kawahara, Naoki; Chogi, Maiko; Abe, Taisei; Kawabata, Koji; Morokuma, Tomoki; et al.
  • Organizer: American Astronomical Society, AAS Meeting #231
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Optical and near-infrared study of the Ca-rich transient iPTF15eqv in the early phase (2018)
  • Author(s): Kawahara, Naoki; Yamanaka, Masayuki; Kawabata, Koji; Nakaoka, Tatsuya; Kawabata, Miho; Maeda, Keiichi; Takaki, Katsutoshi; Akitaya, Hiroshi; Itoh, Ryosuke; Moritani, Yuki; Uemura, Makoto; Yoshida, Michitoshi
  • Organizer: American Astronomical Society, AAS Meeting #231
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 重力波天体が放つ光を初観測 －日本の望遠鏡群が捉えた重元素の誕生の現場－
  • URL: https://www.hiroshima-u.ac.jp/hasc/news/42167
• [Remarks] 直径100mの気球で天体からの硬X線の偏光情報を世界初検出
  • URL: https://www.hiroshima-u.ac.jp/hasc/news/41171