Studying the progenitor of the type-Ia supernova by early phase observations with HSC

• Project Area: Why does the Universe accelerate? - Exhaustive study and challenge for the future -
• Project/Area Number: 18H04342
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: The 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): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: Ia型超新星 / 早期発見 / 伴星 / 同時測光 / 宇宙膨張 / 超新星

Outline of Annual Research Achievements

2019年度はすばる望遠鏡HSCで2017年にSSPで実施されたCOSMOS領域のサーベイのデータを研究協力者のJiang氏・安田氏（カブリIPMU）らと調べ、7個のIa型超新星について早期から測光に成功した。うち１個（HSC17bmhk）については、初期増光がみつかった。増光は青く、伴星あるいは星周物質との相互作用のモデルやNiの分布が表面に偏っているモデルなどで説明可能であった。この超新星については絶対光度は通常ではあるが、ほとんどの場合に青い初期増光がみられる明るいIa型超新星と似ており、親星の謎への手がかりとなった。結果をAstrophysical Journalに発表した。
さらに多くのサンプルを求めて、同じくすばる望遠鏡HSCで2019年9月24日～28日にSSPのとJiangをPIとする0.5夜×2の観測を実施したが、装置トラブルと悪天候でHSCの観測が1.5夜のみとなり、さらに追加観測の望遠鏡群の悪天候も重なり、十分なデータを取得できなかった。再度すばる望遠鏡に観測提案を提出して結果を待っている。
この他国際共同研究のさらなる推進のため、Jiangが米国ボルチモアでの研究会に2019年4月に、また土居が米国バークレイのPerlmutter教授のグループを訪問した。またインドからの研究者との東北大学でのワークショップおよび国内研究会に大学院生も含めて参加をした。
社会向けの活動としては、2019年7月に本郷キャンパスで高校生向けの宇宙膨張に関する講座を支援、実習や研究に用いることが可能な計算機を１台購入した。
15バンド同時撮像カメラDMCについては、年度末のくみ上げ作業が間に合わず、2020年度の新型コロナウイルス感染対応がおさまった後に作業を実施することとなった。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] オーストラリア国立大学(オーストラリア)
• [Int'l Joint Research] ヨーロッパ南天天文台(ドイツ)
• [Int'l Joint Research] ローレンスバークレイ研究所(米国)
• [Int'l Joint Research] ヨーロッパ南天天文台(ドイツ)
• [Journal Article] The HSC-SSP Transient Survey: Implications from Early Photometry and Rise Time of Normal Type Ia Supernovae (2020)
  • Author(s): Jiang Ji-an、Yasuda Naoki、Maeda Keiichi、Doi Mamoru、Shigeyama Toshikazu、Tominaga Nozomu、Tanaka Masaomi、Moriya Takashi J.、Takahashi Ichiro、Suzuki Nao、Morokuma Tomoki、Nomoto Ken’ichi
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 892 Issue: 1 Pages: 25-37
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab76cb
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Type Ia Supernovae in the First Few Days: Signatures of Helium Detonation versus Interaction (2018)
  • Author(s): Maeda Keiichi、Jiang Ji-an、Shigeyama Toshikazu、Doi Mamoru
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 861 Issue: 2 Pages: 78-78
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aac8d8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Surface Radioactivity or Interactions? Multiple Origins of Early-excess Type Ia Supernovae and Associated Subclasses (2018)
  • Author(s): Jiang Ji-an、Doi Mamoru、Maeda Keiichi、Shigeyama Toshikazu
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 865 Issue: 2 Pages: 149-149
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aadb9a
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Unveiling the Nature of SNe Ia with Subaru/HSC Deep Imaging Surveys (2020)
  • Author(s): J. Jiang
  • Organizer: Cosmic Acceleration, Kali IPMU, Kashiwa, Japan
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Multiple Origins of Early-excess SNe Ia and Associated Subclasses (2019)
  • Author(s): J. Jiang
  • Organizer: The Deaths and Afterlives of Stars, Baltimore, USA
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] "Multiple Origins of Early-excess Type Ia Supernovae and Their Implications" (2018)
  • Author(s): Jian Jiang
  • Organizer: Massive Stars and Supernovae" (San Carlos de Bariloche, Argentina)
  • Int'l Joint Research