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爆発的元素合成より探る、重力崩壊型超新星の爆発機構

Research Project

Project/Area Number 19J14179
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 16010:Astronomy-related
Research InstitutionKyoto Sangyo University (2020)
Kyoto University (2019)

Principal Investigator

澤田 涼  京都産業大学, 理学部, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords重力崩壊型超新星爆発 / 爆発的元素合成
Outline of Research at the Start

重力崩壊型超新星爆発(以下、超新星)とは、宇宙で起きる壮絶な星の爆発である。超新星は大型望遠鏡であれば1年に1000件以上観測することが可能であり、静的な宇宙において人類のタイムスケールで宇宙を“進化”させる動的な現象である。
しかし超新星は、その爆発シナリオが提言されてから80年経ってなお、第一原理からの理論的再現に成功していない。
本研究の大目標は、この天文学に未解決問題として残る「超新星の爆発機構」の理解である。そして、自身の研究は、超新星爆発で生成される鉄族元素に注目することで爆発ダイナミクスについて観測的視点から更なる制限を与えることを目指している。

Outline of Annual Research Achievements

重力崩壊型超新星爆発(以下、超新星爆発)とは、宇宙で起きる壮絶な星の爆発である。そして、その爆発シナリオが提言されてから80年経ってなお、第一原理からの理論的再現に成功していない。本研究の大目標は、この天文学に未解決問題として残る「超新星爆発の爆発機構」の理解である。

2020年度の実績として、昨年度(2019年)に発表した研究成果では依然として問題点として残されていた中心領域のダイナミクスについて、シンプルな物理モデルを構築し解析的に検証を行った。具体的には、超新星爆発の中心領域で作られる鉄族元素と爆発ダイナミクスの関係性を議論する上で切り離すことのできない不定性「ニュートリノ駆動風」について、先行研究から多次元での議論が必要不可欠とされてきたが、これまで計算機の性能限界から議論に十分な時間のシミュレーション計算を行うことが難しいとされていた。このニュートリノ駆動風について、世界で初めて多次元効果を加味した解析的に取り扱いのできる物理モデルの構築に成功し、このモデルをもとに現象論的制限を与えることに成功した。観測されている超新星を説明するためには、近年の第一原理からの大規模計算はまだ重要な物理を見落としている可能性があることが分かった。
本結果は自身が筆頭著者の論文として国際査読誌(The Astrophysical Journal) にて発表されている(Sawada & Suwa, ApJ 2021)。またこの研究成果は、国際会議を含む4件の研究会で報告した他、2件の招待セミナーにて講演を行った。本研究は、宇宙物理と原子核物理の両分野の垣根を越えて、未解決問題である超新星爆発の爆発機構の解明に向けて極めて重要な橋頭堡となったといえる。

また新型コロナウイルスによる各種学会のオンライン化・休会に伴って、予定されていた旅費仕様が急遽無くなったため、今年度は未使用金が生じた。

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

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results)

  • [Journal Article] A Consistent Modeling of Neutrino-driven Wind with Accretion Flow onto a Protoneutron Star and Its Implications for 56Ni Production2021

    • Author(s)
      Sawada Ryo、Suwa Yudai
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 908 Issue: 1 Pages: 6-6

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abd476

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Nucleosynthesis Constraints on the Energy Growth Timescale of a Core-collapse Supernova Explosion2019

    • Author(s)
      Sawada Ryo、Maeda Keiichi
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 886 Issue: 1 Pages: 47-47

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab4da3

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 原始中性子星への質量降着を伴うニュートリノ駆動風モデルの構築と56Ni生成量への示唆2021

    • Author(s)
      澤田涼
    • Organizer
      日本天文学会2021年春季年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] A Consistent Modeling of Neutrino-driven Wind with Accretion Flow onto a Protoneutron Star and its Implications for 56Ni Production2020

    • Author(s)
      Ryo Sawada
    • Organizer
      Connecting high-energy astroparticle physics for origins of cosmic rays and future perspectives
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Consistent Modeling of Neutrino-driven Wind with Accretion Flow onto a Protoneutron Star and its Implications for 56Ni Production2020

    • Author(s)
      澤田涼
    • Organizer
      高エネルギー宇宙物理学研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 原始中性子星への質量降着を伴うニュートリノ駆動風モデルの構築:56Ni生成量への示唆2020

    • Author(s)
      澤田涼
    • Organizer
      第33回 理論懇シンポジウム
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Nucleosynthesis Constraints on the Energy Growth Timescale of a Core-Collapse Supernova Explosion2020

    • Author(s)
      Ryo Sawada
    • Organizer
      The Evolution of Massive Stars and Formation of Compact Stars
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nucleosynthesis Constraints on the Energy Growth Timescale of a Core-Collapse Supernova Explosion2019

    • Author(s)
      Ryo Sawada
    • Organizer
      Collaborative Meeting on Supernova Remnants between Japan and USA
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nucleosynthesis Constraints on the Energy Growth Timescale of a Core-Collapse Supernova Explosion2019

    • Author(s)
      Ryo Sawada
    • Organizer
      Multi-dimensional Modeling and Multi-Messenger observation from Core-Collapse Supernovae
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nucleosynthesis Constraints on the Energy Growth Timescale of a Core-Collapse Supernova Explosion2019

    • Author(s)
      Ryo Sawada
    • Organizer
      Supernova Remnants II: An Odyssey in Space after Stellar death
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nucleosynthesis Constraints on the Energy Growth Timescale of a Core-Collapse Supernova Explosion2019

    • Author(s)
      Ryo Sawada
    • Organizer
      OMEG15 symposium: Origin of Matter and Evolution of Galaxies
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 重力崩壊型超新星の爆発タイムスケールについて 元素合成からの制約2019

    • Author(s)
      澤田涼
    • Organizer
      第32回理論懇シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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

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