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動的な恒星進化計算から迫る、大質量星の超新星直前における激しい質量放出の起源

Research Project

Project/Area Number 19J14158
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 16010:Astronomy-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

大内 竜馬  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords超新星爆発 / 大質量星 / 質量放出 / 元素合成 / 恒星進化
Outline of Research at the Start

大質量(太陽の8倍以上)の星は、超新星という大爆発でその一生を終えることが知られている。近年様々な観測データから、一部の大質量の星は超新星が起きる直前に、激しい質量放出が起きることが分かってきた。しかし、その原因はまだ分かっていない。質量放出の起源の候補として、爆発直前の星の外層における、波などによるエネルギー散逸が挙げられている。そこで本研究では、恒星進化計算に爆発直前におけるエネルギー生成を取り入れることで、どれ程の質量放出率が引き起こされ、また超新星の観測的特徴にどれほどの影響を与えるのかを調べることを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

平成31年度の研究においては、超新星爆発直前の大質量星の外層にエネルギー散逸が起こった場合、外層がどのように応答し、引き続いて起きる超新星爆発の光度曲線にはどのような影響があるかを調べた。令和2年度の研究においては、SN2009kfという特異な超新星が、爆発直前の外層に非常に高いエネルギー散逸があったモデルで説明されることを明らかにした。SN2009kfはIIP型超新星であるが、典型的なものに比べて光度が非常に高くまた膨張速度も早いことが知られていた。このような観測事実を説明するための仮説として、先行研究では非常に高い爆発エネルギーが想定されてきたが、今回我々が提示した仮説により、必ずしもそのような非常に高い爆発エネルギーとしないことが明らかとなった。本結果はMonthly Notices of the Royal Astronomical Societyに出版した。

令和2年度においては、上記の研究テーマに加え新しい研究テーマにも挑戦した。外層が剥げた状態で爆発した超新星は、そうでない超新星(II型超新星)よりも放出される56Niの質量が高いことが示唆されてきた。これはそもそも両者の親星構造や爆発メカニズムの違いを示唆する可能性がある一方で、観測バイアスの影響も指摘されてきた。本研究ではこのような観測バイアスの効果によって、どの程度56Ni質量の違いが説明されるかを明らかにすることを目的とした。出版論文のデータを解析し、また疑似観測を行った結果、外層が剥げた星から放出される56Ni質量には確かに観測バイアスが効いていることを示した。また本結果は疑似観測の結果とも整合的であることを明らかにした。これは観測バイアスが56Ni質量の違いを説明する有力な候補であることを示す。本結果はThe Astrophysical Journalに現在投稿中である。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] European Southern Observatory(チリ)

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Pre-supernova activity as a possible explanation of the peculiar properties of Type IIP supernova 2009kf2020

    • Author(s)
      Ouchi Ryoma、Maeda Keiichi
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 500 Issue: 2 Pages: 1889-1894

    • DOI

      10.1093/mnras/staa2527

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Constraining Massive Star Activities in the Final Years through Properties of Supernovae and Their Progenitors2019

    • Author(s)
      Ouchi Ryoma、Maeda Keiichi
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 877 Issue: 2 Pages: 92-105

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab1a37

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] SN 2017czd: A Rapidly Evolving Supernova from a Weak Explosion of a Type IIb Supernova Progenitor2019

    • 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

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 外層が剥ぎ取られた星の超新星爆発とII型超新星爆発における56Ni質量の相違は観測バイアスで説明できるか2021

    • Author(s)
      大内竜馬
    • Organizer
      日本天文学会2021年春季年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Are 56Ni-poor Stripped envelope supernovae really deficient?2020

    • Author(s)
      Ryoma Ouchi
    • Organizer
      Supernova workshop 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Constraining pre-SN activities through the properties of supernovae and their progenitors.2019

    • Author(s)
      Ryoma Ouchi
    • Organizer
      The extragalactic explosive Universe: the new era of transient surveys and data-driven discovery
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The effect of pre-SN activities on the progenitors and supernovae and its application to peculiar Type IIP SN2009kf2019

    • Author(s)
      Ryoma Ouchi
    • Organizer
      Time-domain astronomy workshop 2019T
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The effect of pre-SN activities on the progenitors and supernovae and its application to peculiar Type IIP SN2009kf2019

    • Author(s)
      Ryoma Ouchi
    • Organizer
      Collaborative Meeting on SNRs between Japan and USA
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Constraining massive star activities in the final years through properties of supernovae and their progenitors2019

    • Author(s)
      Ryoma Ouchi
    • Organizer
      The 15th International Symposium on Origin of Matter and Evolution of Galaxies
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Constraining massive star activities in the final years through properties of supernovae and their progenitors2019

    • Author(s)
      Ryoma Ouchi
    • Organizer
      Supernova Remnants II. An Odyssey in Space after Stellar Death
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] Home page of Ryoma Ouchi

    • URL

      https://t.co/iUyNBu7ZIf

    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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