超新星残骸X線データの新解析手法で迫る超新星親星・爆発機構の包括的研究
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19K03908
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 16010:Astronomy-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
馬場 彩 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (70392082)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 超新星残骸 / 元素合成 / 宇宙線加速 / 中性子星中性子星合体 / X線天文学 / 特性X線 / 超新星爆発 / X線宇宙物理学 / 重元素 / 化学進化 / 重元素組成 / プラズマ物理学 / 画像診断 |
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| Outline of Research at the Start |
星が死の際に爆発する「超新星爆発」は宇宙空間に重元素を供給し化学進化の主役を担う、宇宙の多様性の源である。また、Ia型超新星爆発は標準光源として宇宙論で広く用いられている。しかし、その爆発頻度や爆発機構は明らかではない。超新星残骸はその衝撃波が爆発噴出物を数千万度にまで温め、膨張によりドップラー偏移した特性X線を放射する。我々はドップラー偏移を利用し、X線画像とスペクトルから残骸内噴出物の3次元膨張構造を決定する全く新しい手法を開発し、爆発型を特定して宇宙化学進化の理解につなげる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
星の死の際の爆発「超新星爆発」の残骸である「超新星残骸」は、星間空間に熱エネルギーや運動エネルギー、重元素や宇宙線などを供給する宇宙の多様性の源である。本研究では、超新星残骸の観測から超新星爆発の多様性に迫ることを目的としている。
本年度は、主に以下の二つのテーマに沿って研究を進めた。まず、効率の良い宇宙線加速現場がどのような環境で起こるかを調べることで、宇宙線加速が爆発環境の指標となるかを検証した。超新星残骸RCW86は加速電子からのシンクロトロン放射と密度の指標となる熱的X線放射の比率が場所ごとに違うため、比率のマップを作成してみたところ、密度が薄いところほど加速が起こりやすいことを示すことが出来た。これは、効率良い加速を見つけることで低密度領域の指標となることを示しており、爆発環境の指標となることを示している。また、我々は若いIa型超新星残骸Tychoの詳細なドップラー偏移マップを完成させた。その結果、膨張は比較的等方的ではあるものの一部は等方性が保たれていないことが分かった。また、一様な空間中の膨張だと形成されないはずの「視線方向膨張が0」の領域が広く存在することが分かった。これを説明するには、空間中に存在した濃い星周物質にぶつかったと考えるのが最も自然であることを示した。星周物質を必要としない白色矮星同士がぶつかるタイプの爆発の結果だと言われているTychoでも星周物質の兆候を発見したことで、星周物質の有無だけでは爆発タイプに言及できない可能性も出てきた。
本研究全体を通じて、特性X線のドップラー効果を用いた超新星残骸の研究は、その期限解明に有効であると同時に、これまでの観測データでは研究可能なサンプルが数天体に限られることを示した。一方、2023年9月に打ち上げたXRISM衛星ではサンプルが格段に増やせる予定で、今後の研究に期待が持てる。
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Report
(5 results)
Research Products
(85 results)
