最も明るい超新星の正体と初期宇宙における星形成史の解明

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11J05929
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 守屋 尭 東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(PD)
• Keywords: 超新星 / 大質量星進化 / 質量放出 / 星周物質

Research Abstract

今年度は、昨年度中に定式化した、超光度超新星の一部が属するIIn型超新星と呼ばれる超新星に適用出来る解析的な光度曲線の論文を仕上げ、出版した。さらに、この光度曲線モデルを多くの観測されたIIn型超新星に当てはめることで、IIn型超新星の親星の爆発直前の質量放出の様子を統計的に調べた。これにより、IIn型超新星の親星は、その爆発の瞬間に近づくにつれて質量放出率が大きくなる傾向がありそうであることを示した。大質量星の爆発はその中心が潰れることによって引き起こされるが、大質量星の質量放出は星の表面で起っていることであり、従来の恒星進化理論ではこの2つの現象が関わりを持つとは考えられて来なかった。しかし、超光度超新星を形作るIIn型超新星の親星の示す非常に大きな質量放出が、実はその中心の進化と関係している可能性を示した。さらに、この2つの現象を結びつけた質量放出のメカニズムとして、大質量星の進化末期に顕著になる、星の中心からの膨大なニュートリノ放出が原因となる大質量星の質量放出メカニズムを提唱した。他にも、大質量星の外層が爆発直前に不安定になる可能性に着目し、その不安定性によって爆発直前に超光度超新星を生み出す高密度星周物質が出来る可能性を模索している。これまで作り上げて来た超光度超新星の観測可能性について、現在計画している可視光でのサーベイだけではなく、将来計画されている近赤外線によるサーベイを行うことでより遠方の超光度超新星を見つけることが可能であることを示した。本研究課題を申請した際には既に結果が出ていることが予想されていた、すばる望遠鏡の新観測装置HSCでの可視光を用いた超光度超新星の探索は、計画の遅れにより今年度末にちょうど始まった。観測が行われることは決まっているので、今後数年のうちに高赤方偏移超光度超新星の観測結果が得られると考えられる。引き続き観測に携わり、初期宇宙における星形成史への制限を観測的に与えて行きたい。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Research Products

• [Journal Article] Mass-loss histories of Type IIn supernova progenitors within decades be fore their explosion (2014)
  • Author(s): T. J. Moriya, K. Maeda, F. Taddia, J. Sollerman, S. I. Blinnikov, E. I. Sorokina
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 439 Pages: 2917-2926
  • DOI: 10.1093/mnras/stu163
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 星周物質と相互作用する超新星 (2014)
  • Author(s): 守屋尭
  • Journal Title: 天文月報 Volume: 107 Pages: 107-114
• [Journal Article] An analytic bolometric light curve model of interaction-powered supernovae and its application to Type IIn supernovae (2013)
  • Author(s): T. J. Moriya, K. Maeda, F. Taddia, J. Sollerman, S. I. Blinnikov, E. I. Sorokina
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 435 Pages: 1520-1535
  • DOI: 10.1093/mnras/stt1392
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Episodic modulations in supernova radio light curves from luminous blue variable supernova progenitor models (2013)
  • Author(s): T. J. Moriya, J. H. Groh, G. Meynet
  • Journal Title: Astronomy & Astrophysics Letters Volume: 557 Pages: L2-1-L2-4
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201322012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] SN 2009js at the Crossroads between Normal and Subluminous Type II P Supernovae : Optical and Mid-infrared Evolution (2013)
  • Author(s): P. Gandhi, M. Yamanaka, M. Tanaka, T. Nozawa, K. S. Kawabata, I. Saviane, K. Maeda, T. J. Moriya, T. Hattori, M. Sasada, R. Itoh
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 767 Pages: 166-1-116-15
  • DOI: 10.1088/0004-637X/767/2/166
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Extraordinary Magnification of the Ordinary Type Ia Supernova PS1-10afx (2013)
  • Author(s): R. M. Quimby, M. C. Werner, M. Oguri, S. More, A. More, M. Tanaka, K. Nomoto, T. J. Moriya, G. Folatelli, K. Maeda, M. Bersten
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters Volume: 768 Pages: L20-1-L20-5
  • DOI: 10.1088/2041-8205/768/1/L20
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Properties of Newly Formed Dust Grains in the Luminous Type IIn Supernova 2010jl (2013)
  • Author(s): K. Maeda, T. Nozawa, D. K. Sahu, Y. Minowa, K. Motohara, I. Ueno, G. Folatelli, T. -S. Pyo, Y. Kitagawa, K. S. Kawabata, G. C. Anupama, T. Kozasa, T. J. Moriya, M. Yamanaka, K. Nomoto, M. Bersten, R. Quimby, M. Iye
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 776 Pages: 5-1-5-16
  • DOI: 10.1088/0004-637X/776/1/5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Detectability of high-redshift superluminous supernovae with upcoming optical and near-infrared surveys -II. Beyond z=6 (2013)
  • Author(s): M. Tanaka, T. J. Moriya, N. Yoshida
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 435 Pages: 2483-2493
  • DOI: 10.1093/mnras/stt1469
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ultra-stripped Type Ic Supernovae from Close Binary Evolution (2013)
  • Author(s): T. M. Tauris, N. Langer, T. J. Moriya, Ph. Podsiadlowski, S. -C. Yoon, S. I. Blinnikov
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters Volume: 778 Pages: L23-1-L23-5
  • DOI: 10.1088/2041-8205/778/21/L23
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Fallback Supernovae and Origin of Rapidly-Evolving Faint Supernovae (2014)
  • Author(s): Takashi Moriya
  • Organizer: Fifth Bonn Workshop on Formation and Evolution of Neutron Stars
  • Place of Presentation: ボン大学、ドイツ
  • Year and Date: 2014-03-05
• [Presentation] 高輝度青色激変星超新星親星モデルから再現される超新星電波光度曲線の突発的変化 (2013)
  • Author(s): 守屋尭
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 20130910-12
• [Presentation] Type IIn Supernovae and Mass Loss of their Progenitors (2013)
  • Author(s): Takashi Moriya
  • Organizer: Massive Stars : From alpha to Omega
  • Place of Presentation: ロードス島、ギリシャ
  • Year and Date: 20130610-14
• [Presentation] Episodic SN Radio Light Curve Modulations from Luminous Blue Variable SN Progenitors (2013)
  • Author(s): Takashi Moriya
  • Organizer: Supernovae and Gamma-Ray Bursts 2013
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2013-10-30
• [Presentation] IIn型超新星から探る大質量星が起こす爆発直前の大質量放出 (2013)
  • Author(s): 守屋尭
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 2013-09-11
• [Presentation] High-z superluminous supernova survey with HSC and SPLASH (2013)
  • Author(s): Takashi Moriya
  • Organizer: 2013 COSMOS Meeting
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2013-05-23
• [Presentation] Luminous Blue Variable SN Progenitors with Episodic SN Radio Light Curve Modulations (2013)
  • Author(s): Takashi Moriya
  • Organizer: Fifty-One Ergs
  • Place of Presentation: ノースカロライナ州立大学、アメリカ
  • Year and Date: 2013-05-13
• [Presentation] Revealing Explosive Mass Loss Decades before Massive Star Explosions from Type IIn Supernova Light Curve Modeling (2013)
  • Author(s): Takashi Moriya
  • Organizer: The deaths of stars and the lives of galaxies
  • Place of Presentation: 欧州南天天文台、チリ
  • Year and Date: 2013-04-09