2021 Fiscal Year Research-status Report
Studies on Superluminous Supernovae: Explosion Mechanisms and Connection to First Supernovae in the Universe
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17K05382
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
野本 憲一 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 客員上級科学研究員 (90110676)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 知治 中部大学, 工学部, 教授 (20280935)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 超新星 / 宇宙初代星 / 中性子星 / 磁場 / 大質量星 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
宇宙の初代星がどのような質量関数を持ち、どのような進化・爆発・元素合成をしたかを解明することは、現在の天文学の焦点の一つである。最近になって、発見され始めた超高輝度超新星(Superluminous Supernova)は、通常の重力崩壊型超新星の10-500 倍という明るさを示しており、その母銀河が低金属量の銀河であることともあり、巨大質量の星の爆発が示唆されている。本研究では、未解決である超高輝度超新星の爆発機構、親星の質量範囲などを、光度曲線などのモデルから特定することを第一の目的とした。そして、その元素合成と極端な金属欠乏星の元素組成比を比較することによって、超高輝度超新星と初代星の関係があるか、大質量の連星ブラックホールの起源と関係するか、r-process との関連はあるかという問いを解明することを第二の目的とした。
令和3年度は、超高輝度超新星に類似して高輝度ではあるが、光度曲線の立ち上がりが非常に短時間であることを特徴としているFBOT (Fast Blue Optical Transient) に属する超新星AT2018cow (COW)に着目した。この超新星の親星として、80 - 130 Msunの星を設定し、その周囲に形成される高密な星周物質と超新星の衝突を計算し、観測される特徴をよく再現できることを示した。この結果に基づいて、超高輝度超新星とFBOTは80 - 130 Msunの共通の質量範囲の親星を持つが、星周物質の質量に大きな差があり、それが光度曲線の違いに起因するという作業仮説を提唱した。
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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
超新星AT2018cow という超高輝度超新星に類似したFBOT に属する超新星が比較的近傍に出現し、詳しい観測が可能になったことによるところが大きい。特に、爆発の早い段階から観測されたので、星周物質の効果の解明が進んだ。
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| Strategy for Future Research Activity |
超高輝度超新星とFBOTの関係について、より詳しい計算によって明らかにしていく。特に、非球対称爆発の効果を調べ、X線や電波の起源との関係を解明することが重要である。さらに、爆発過程の元素合成の計算により、極端な金属欠乏星の元素組成との比較を行い、初代星との関係を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ・ウイルスの蔓延により、出席・発表を予定していた国際会議の開催が中止となったため。次年度の国際会議出席は少数に止め、数値シミュレーションによる結論の増強のための物品費の使用を計画する。
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[Journal Article] The electron-capture origin of supernova 2018zd2021
Author(s)
Hiramatsu Daichi、Howell D. Andrew、Van Dyk Schuyler D.、Goldberg Jared A.、Maeda Keiichi、Moriya Takashi J.、Tominaga Nozomu、Nomoto Ken’ichi、Filippenko Alexei V.、Bersten Melina C.、Noguchi Toshihide、Itagaki Koichi
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Journal Title
Nature Astronomy
Volume: 5
Pages: 903～910
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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