2014 Fiscal Year Annual Research Report
金属欠乏星が起こすガンマ線バーストと極めて明るい超新星の研究
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14J01051
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
仲内 大翼 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2016-03-31
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| Keywords | Gamma-ray burst / Supernova / 初代天体形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初代星は宇宙の諸構造を理解する上で重要な天体であるが，それに関する我々の理解は未だ不十分な点が多い．申請者はこれまでガンマ線バースト(以下GRBと略記)のような爆発現象から初代星の性質に迫ることを目的として研究を行ってきた．これに引き続き当該年度では爆発からだけでなく形成過程からも初代星の性質に迫ることにより、初代星の形成から爆発に至るまで統一的に理解することを目指した．
申請者は初代星と似た構造をもつ青色超巨星がGRBを起こした場合，継続時間が一万秒を越えるultra-long GRBというべき新種族のGRBを起こす可能性を予言した．さらにultra-long GRB残光中には超新星に似た成分が付随する可能性を予言した．機を同じくして予言した特徴をもつultra-long GRBが三例程発見された．本研究の結果初代星起源のGRBも超新星成分を伴ったultra-long GRBとして観測される可能性があることがわかった.
初代星の形成過程に対する我々の理解は未だ不十分である。特に周囲の環境が星を形成するガスに与える影響は、形成される初代星の性質を決める上で重要であるのにも関わらず、これまで部分的にしか考えられてこなかった。初代星の性質は初代星を起源とするGRBの発生率に影響を与えるのでGRBの観測にも関連してくる。そこで本研究では先行研究に比べてより現実的な環境下における、初代星を形成するガスの熱進化を調べた。本研究の結果，周囲の環境が初代星形成に与える影響は大きく，初代星は以前考えられていたよりもやや低質量の星が支配的である可能性を指摘した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
宇宙で最大級の爆発現象であるガンマ線バーストには, 継続時間の短い(2秒以下)ショートガンマ線バーストと継続時間が長い(2秒から100秒位)ロングガンマ線バーストの２種族があることが知られていた。申請者は，金属量が少なくて初代星と似た構造をもつ青色超巨星がガンマ線バーストを起こした場合，１万秒程度の継続時間をもつultra-long ガンマ線バーストと呼ばれるべき新しいガンマ線バーストの種族がある事を予言した．さらにそれらは超新星爆発に似た残光を持つ事を予言した。この予言の後に、以上の性質を持つultra-long ガンマ線バーストが３つ程度発見されたため，申請者のモデルは国際的に注目され，３つの国際会議で口頭発表を依頼された。また，初代星を形成するガス雲の熱進化に対する背景紫外線や宇宙線照射の影響を調べることをもテーマとし，爆発現象からだけでなく形成過程からも初代星の性質に迫ることで，初代星の形成から爆発に至るまで統一的に理解することを目指した。従って，当初の計画以上に研究が進展したと言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
当該年度の研究において，青色超巨星がガンマ線バーストを起こした場合，明るい超新星成分を伴ったultra-long GRBとして観測される可能性があることを示した．近年極めて明るい超新星の観測が進み，その多様性が示唆されている．特に，極めて明るい超新星の一部には大質量星崩壊後に形成された中性子星やブラックホールと降着円盤の系からのエネルギー注入を起源としたものがある可能性が示唆されている．このようなモデルはガンマ線バーストで想定されているモデルと類似している．今後の研究においては，ガンマ線バーストと極めて明るい超新星といった，今まで異なったものと考えられていた現象を統一的に理解することを目指したい．
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Research Products
(9 results)
