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Studying the progenitor of the type-Ia supernova with multi-band early phase photometry

Publicly Offered Research

Project AreaWhy does the Universe accelerate? - Exhaustive study and challenge for the future -
Project/Area Number 16H01087
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

土居 守  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (00242090)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
KeywordsIa型超新星 / 早期測光 / 広視野観測 / 超新星の親星 / 超新星 / 早期発見 / 伴星 / 距離指標 / 宇宙膨張 / 早期観測
Outline of Annual Research Achievements

加速宇宙膨張の発見に重要な役割を果たしたIa型超新星は、標準光源として明るさがほぼ一定であるが、どのような親星が爆発しているかについては白色矮星2個の連星系なのか白色矮星と主系列性あるいは赤色巨星の連星系なのか議論が分かれていた。そこで、本研究では、Ia型超新星の初期の光度曲線を多バンドで調べることによって、この議論に新たな角度から知見を与えることを計画した。実際にすばる望遠鏡Hyper Suprime-CamでH28年4月に観測を1.5夜実施し、他のデータとあわせることで1個のIa型超新星を早期発見し、2バンドで観測することに成功した。海外の研究協力者と連携し、SALT 9.2m望遠鏡やGEMINI-N 8m望遠鏡などにより最大光度付近での分光観測にも成功した。
早期の増光が観測され、赤色巨星との連星系にある白色矮星が爆発したというモデルと合うことを期待したが、色がより赤く、最大光度付近でのスペクトルにもチタンの吸収が強くみられ、詳細を検討した結果、白色矮星の外層に降着したヘリウムがまず爆轟を起こし、そのショックで白色矮星中心付近の炭素が爆燃を始めたというモデルが観測結果を説明することがわかった。
結果として、早期の増光の原因は、伴星との相互作用だけではなく、ヘリウム爆轟もあることを示したため、本研究以前に言われていたように、早期増光があれば伴星が赤色巨星である、などと制限することは難しいことがわかった。一方で、色の早期観測を行うことにより区別がつくことも示し、Ia型超新星の爆発メカニズムについての多様性を示すことに成功した。これらの結果をネーチャー誌に発表、記者発表も行った。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (11 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ニュージャージー州立大学/ワシントン大学/テキサスA&M大学(米国)

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  • [Int'l Joint Research] 高等科学研究所/カナリー天体物理学研究所/ラグーナ大学(スペイン)

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  • [Journal Article] A hybrid type Ia supernova with an early flash triggered by helium-shell detonation2017

    • Author(s)
      Jiang Ji-an、Shigeyama Toshikazu (他、25人中4番目)
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 550 Issue: 7674 Pages: 80-83

    • DOI

      10.1038/nature23908

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      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Photometric properties of intermediate-redshift Type Ia supernovae observed by the Sloan Digital Sky Survey-II Supernova Survey2017

    • Author(s)
      Takanashi,N., Doi,M., Yasuda,N., Kuncarayakti,H., Konishi,K., Schneider,D.P., Cinabro,D., Marriner,J.
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 465 Issue: 2 Pages: 1274-1288

    • DOI

      10.1093/mnras/stw2730

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] HSC Transient Survey (III): The diversity of early-phase Type Ia supernovae2018

    • Author(s)
      姜継安・土居守他
    • Organizer
      日本天文学会2017年度春季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Investigating Peculiar Early-Phase Signals of Type Ia Supernovae with The Subaru Deep Imaging Survey2018

    • Author(s)
      姜継安・土居守他
    • Organizer
      新学術領域「なぜ宇宙は加速するのか?- 徹底的究明と将来への挑戦-」2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Hunting for Early-Phase Type Ia Supernovae in Subaru/HSC Era2017

    • Author(s)
      Jian Jiang, Mamoru Doi, Tomoki Morokuma, Naoki Yasuda et al. (23 co-authors)
    • Organizer
      新学術領域「なぜ宇宙は加速するのか?- 徹底的究明と将来への挑戦-」
    • Place of Presentation
      KEK, Tsukuba
    • Year and Date
      2017-03-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Deep Multi-Band Early-Phase Type Ia Supernova Survey with Subaru/Hyper Suprime-Cam2017

    • Author(s)
      Jian Jiang
    • Organizer
      Subaru Users' meeting 2016
    • Place of Presentation
      National Astronomical Observatory, Mitaka
    • Year and Date
      2017-01-10
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Properties of An Early-Phase Type Ia Supernova Found by The MUSSES Project2017

    • Author(s)
      姜継安・土居守他
    • Organizer
      日本天文学会2017年度秋季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Deep Multi-Band Early-Phase Type Ia Supernova Survey with Subaru/Hyper Suprime-Cam2016

    • Author(s)
      Jian Jiang, Mamoru Doi, Tomoki Morokuma, Naoki Yasuda et al. (23 co-authors)
    • Organizer
      the 6th Subaru International Conference "Panoramas of the evolving Cosmos"
    • Place of Presentation
      International Conference Center Hiroshima, Hiroshima
    • Year and Date
      2016-11-28
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Deep Multi-Band Early-Phase Type Ia Supernova Survey with Subaru/Hyper Suprime-Cam2016

    • Author(s)
      Jian Jiang, Mamoru Doi, Tomoki Morokuma, Naoki Yasuda et al. (23 co-authors)
    • Organizer
      The Supernovae Through the Ages Conference
    • Place of Presentation
      Easter Island, Chile
    • Year and Date
      2016-08-09
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 表面での爆発から星の死への旅立ち

    • URL

      https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2017/5574/

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      2017 Annual Research Report

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Published: 2016-04-26   Modified: 2022-02-28  

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