2016 Fiscal Year Research-status Report
超新星残骸のＸ線および可視光観測で迫るIa型超新星の親星と最大光度の関係
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16K17673
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
勝田 哲 中央大学, 理工学部, 助教 (50611034)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 超新星残骸 / Ｘ線γ線天文学 / 可視光観測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、本研究課題の予備的な研究として超新星残骸の可視光観測、及び超新星のＸ線観測を推進した。
東京大学・木曽観測所のシュミット望遠鏡を用い、銀河系内の超新星残骸G156.2+5.7のHα測光観測を実施した。特に明るい北と東のフィラメントに着目し、2004年に米国McDonald観測所で撮像されたHα画像と比較することで、その固有運動を測定した。その結果、膨張速度は上限値として年間0.06秒角と非常に遅いことが判明した。この上限値とX線スペクトル解析から推定した衝撃波速度(~500 km/s)を組み合わせることで、G156.2+5.7までの距離を1.7 kpc以上と導出した。加えて、計測した膨張率を他の超新星残骸と比較することで、年齢を数万年以上と類推した。これらの推定値は過去に報告されたどの結果よりも信頼性が高い。
さらに、G156.2+5.7の北端に位置するフィラメントを「すばる」望遠鏡を用いて高分散分光観測した。その結果、残骸からのHα狭輝線を明瞭に検出することに成功、その輝線中心値が-35km/sと測定できた。この視線速度を銀河回転モデルと比較することで、G156.2+5.7までの距離を6 kpcと見積もった。
近傍銀河で発生したIIn型超新星(SN 2005kd, SN 2006jd, SN 2010jl)につき、Ｘ線モニター観測データの系統解析を行った。その結果、スペクトルが共通して次の３フェーズを経ることを発見した：1.硬Ｘ線成分のみ（爆発１－２年未満）、2.硬Ｘ線成分に軟Ｘ線成分が加わる（爆発１－２年後）、3.軟Ｘ線のみ（それ以降）。我々は、このような特徴的なスペクトル進化は、星周物質の空間構造がドーナツ形状であれば説明できることを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画では、Ｘ線天文衛星「ASTRO-H（ひとみ）」がフル稼働し、その初期観測データにより研究が躍進する筈であった。しかし残念ながら、「ひとみ」衛星は本格運用を開始する前に予期せぬトラブルに見舞われ、本研究の主眼とするIa型超新星残骸については１天体も観測できなかった。これが本研究の遅れの理由である。それでも、可視光や既存のＸ線天文衛星「チャンドラ」「XMM-ニュートン」による超新星残骸の観測は着々と進めており、一定の成果を創出できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
「ASTRO-H(ひとみ)」衛星を喪失した状況にあるが、2021年頃の打ち上げを目指す「ひとみ代替機」計画が進行中であり、その成果を最大化すべく、今できる観測を粛々と進め、打ち上げに備える必要がある。私は昨年度に、２つの超新星残骸（G156.2+5.7、Puppis A）を観測し、さらに今年度にも別の２つの超新星残骸（RX 1713.7-3946、Tycho）の観測を実施する予定であるので、そのデータ解析を進める。とりわけ、Tychoの超新星残骸の観測は本研究課題との関連性が高いので、その見通しを詳述する。この超新星残骸は、過去の様々な観測により、Ia型超新星の残骸であることが確定している。我々は「XMM-ニュートン」衛星による南東部に位置する輝点構造の長時間(127 ks)観測を提案、採択された。観測の目的は複数あるが、特に興味深いのは酸素輝線の検出である。過去の観測から、この輝点構造は爆発噴出物由来であることが判明しているため、そこに含まれる酸素量を計測することで、爆発時の「燃え残り」の酸素量を推定するこができる。これにより、Tychoの超新星が白色矮星ひとつの爆発によるものなのか(single degenerate)、白色矮星ふたつが爆発した結果(double degenerate)なのかを判別する。今回の観測対象（南東部に位置する輝点構造）は超新星残骸全体からすればごく一部の領域であるため、本研究結果が決定打になるかどうかは不明であるが、「ひとみ代替機」のパスファインダーとして極めて重要な成果となることは間違いない。
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| Causes of Carryover |
当初、科研費で賄う予定であった国内研究会の出張旅費を、会議主宰者側に負担して頂けることになったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度の国内研究会（天文学会年会など）の出張旅費に充当する。
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Research Products
(23 results)
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[Journal Article] Multi-year X-Ray Variations of Iron-K and Continuum Emissions in the Young Supernova Remnant Cassiopeia A2017
Author(s)
Sato, Toshiki; Maeda, Yoshitomo; Bamba, Aya; Katsuda, Satoru; Ohira, Yutaka; Yamazaki, Ryo; Masai, Kuniaki; Matsumoto, Hironori; Sawada, Makoto; Terada, Yukikatsu; Hughes, John P.; Ishida, Manabu
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Journal Title
The Astrophysical Journal
Volume: 836
Pages: 225(10pp)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Modeling the shock-cloud interaction in SN 1006: Unveiling the origin of nonthermal X-ray and γ-ray emission2016
Author(s)
Miceli, M.; Orlando, S.; Pereira, V.; Acero, F.; Katsuda, S.; Decourchelle, A.; Winkler, F. P.; Bonito, R.; Reale, F.; Peres, G.; Li, J.; Dubner, G.
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Journal Title
Astronomy & Astrophysics
Volume: 593
Pages: A26(10pp)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Two Distinct-absorption X-Ray Components from Type IIn Supernovae: Evidence for Asphericity in the Circumstellar Medium2016
Author(s)
Katsuda, Satoru; Maeda, Keiichi; Bamba, Aya; Terada, Yukikatsu; Fukazawa, Yasushi; Kawabata, Koji; Ohno, Masanori; Sugawara, Yasuharu; Tsuboi, Yohko; Immler, Stefan
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Journal Title
The Astrophysical Journal
Volume: 832
Pages: 194(12pp)
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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