2020 Fiscal Year Research-status Report
３次元流体シミュレーションで解き明かす超高速度白色矮星とIa型超新星の起源
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19K03907
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
谷川 衝 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (20550742)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 白色矮星 / 連星 / Ia型超新星 / 中間質量ブラックホール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までにIa型超新星の親星モデルであるD6モデルの流体計算を行った．その計算結果を元にして以下２種類の数値計算のための初期条件を構築した．１つ目の数値計算は，D6モデルが爆発後の数百日の間どのように観測できるのかを調べるための輻射輸送計算である．この計算のために低解像度と高解像度の初期条件を作成した．低解像度の場合のみ計算したところ，問題なく計算ができたので，今後高解像度の場合の計算を行い，D6モデルの是非を議論する．2つ目の数値計算は，D6モデルの爆発後の数千年の進化を追跡するもので，D6モデルの超新星残骸がどのように観測できるかを調べるためのものである．このような数値計算を行ったところ，D6モデルの超新星残骸は非球対称な形を持つことが明らかとなった．一般にIa型超新星残骸は球対称な形を持つので，D6モデルの是非を今後明らかにできると考えている．
この他にも中間質量ブラックホールによる白色矮星の潮汐破壊現象に関する研究を行った．このような潮汐破壊現象において白色矮星は熱核爆発を起こすことがある．そのため，この現象は，Ia型超新星に似た突発天体現象として観測できる可能性がある．これまで，このような現象の発生率はある程度求められてきた．しかし，ブラックホールと白色矮星の質量分布は調べられてこなかった．これらはこの現象の観測的特徴を予想する上で重要である．そこでこの現象のブラックホールと白色矮星の質量分布を調べた．その結果，１太陽質量より重い白色矮星の割合が従来の予想よりも4倍ほど大きいことがわかった．これは従来の予想が，重い白色矮星ほど中間質量ブラックホールに近づきやすいということを無視してきたことによる．今後はこの結果を元にどのような白色矮星の潮汐破壊現象がもっとも観測しやすいのかを調べる．
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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
D6モデルについては，輻射輸送計算および超新星残骸計算が順調に進んでいることがこの根拠である．特に超新星残骸計算については，観測されているIa型超新星残骸とは異なるような形が形成されている可能性がある．このため，D6モデルが間違っている可能性があることを指摘できるかもしれない．
白色矮星の潮汐破壊現象についての白色矮星の質量分布については，従来予想とは異なる結果を出した．しかし，この結果は物理的に矛盾がないと考えている．この結果は，白色矮星の潮汐破壊現象を探査している研究者に大きな貢献をしていると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
D6モデルについては，輻射輸送計算と超新星残骸計算を完了させて，Ia型超新星の観測と比べる．特に超新星残骸については，Ia型超新星の観測と異なる結果が出ているため，D6モデルの是非を検討する上で慎重に議論する．
白色矮星の潮汐破壊現象については，今後，どのようなブラックホールと白色矮星の組み合わせが最も観測に受かりやすいかを検討する．この検討結果をもって，この現象の初発見につなげていく．
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| Causes of Carryover |
複数の国内出張と海外出張を予定していたが，新型コロナウイルス感染症の蔓延により，そのほぼすべてをキャンセルした．そのため，旅費をほとんど使用しなかった．
2021年度は，国内出張はある程度可能だと考えられるため，国内出張のための旅費は使用できると考えている．海外出張は不可能な可能性が大きいため，海外出張分を研究に必要な計算機類の購入に割り当てる．
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