2015 Fiscal Year Annual Research Report
相対論的輻射流体計算による重力崩壊型超新星爆発からの早期高エネルギー放射の解明
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14J10618
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
鈴木 昭宏 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 重力崩壊型超新星 / 輻射輸送 / 輻射流体力学 / 高エネルギー放射 / 突発天体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超新星ショックブレイクアウトは、重力崩壊型超新星の誕生に付随して起こる非常に明るく高エネルギーな電磁波放射現象であり、近年の可視光突発天体サーベイやX線全天サーベイなどによる検出が期待されている。しかしながら、過去のほとんどの理論研究では球対称性が仮定されており、重量崩壊型超新星において本質的に重要な多次元性の影響についてはこれまで詳しく調べられていなかった。本研究では、2次元球座標での輻射流体シミュレーションを行い、非球対称な爆発がショックブレイクアウトの光度曲線に与える影響を調べている。昨年度のテスト計算を終え、本年度は青色巨星の爆発におけるショックブレイクアウトの計算を引き続き行った。
非球対称なショックブレイクアウトでは、衝撃波領域が楕円状に広がっていき、衝撃波が表面に到達する時刻が角度方向によって異なることが確認される。この違いは、ショックブレイクアウトを観測した際の光度曲線に違いに反映されるはずである。本年度は、数値シミュレーションのスナップショットからレイトレーシング法によって光度曲線を計算するコードを新たに開発し、これまでの計算結果に適用した。光度曲線における球対称モデルと非球対称モデルとの明らかな違いが確認でき、光度曲線は爆発の観測する方向にも大きく依存することが分かった。したがって、ショックブレイクアウト観測が、超新星爆発において爆発がどのくらい球対称からずれているかを探るプローブとして使用することができる可能性が示唆されたことになる。
また、本結果は論文としてまとめられ、 The Astrophysical Journal誌に投稿中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は2次元輻射流体シミュレーションコードを完成させ、テストを兼ねた計算を行った。計算結果は論文にまとめられ、査読誌に投稿中である。この進捗状況は研究を開始する前に設定した進度と同程度であるため、研究が順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、これまでに開発したコードによる研究と、多波長での輻射輸送を解くことができるコードの開発を推し進めていく。
前者の研究では、引き続き大質量星の重力崩壊における初期放射の光度曲線について計算を行う。現在は、マゼラン雲で発生した超新星1987Aを再現する星のモデルを用いて、球対称な爆発をした場合と双極的な爆発をした場合についての初期光度の計算を行っている。これからは、単極的な爆発をした場合や赤道面方向に強く爆発した場合など、異なった爆発の幾何形状の情報が初期放射の光度曲線から引き出せるかどうかを検討する。また、爆発させる星に関しても、赤色巨星やウルフレイエ星など、異なる種族の大質量星に関しても計算を行う。
後者に関しては、まずは空間１次元のコードを作成し、既存の1次元球対称シミュレーションとの比較を行う予定である。過去の研究との一致を確認した上で、多次元コードへの実装を目指す。
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