Explosion Mechanism of Core-collapse Supernovae Using X-ray Diffraction Grating

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K03915
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 16010:Astronomy-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Uchida Hiroyuki 京都大学, 理学研究科, 助教 (60589828)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: X線天文学 / 超新星残骸 / 恒星進化 / 超新星爆発

Outline of Final Research Achievements

As planned during the research period, we observed supernova remnants in the Galaxy and LMC/SMC with the RGS and performed spectroscopy of carbon and nitrogen emission lines. As a result, for example, the nitrogen-oxygen ratio of RCW103 revealed not only the mass of the progenitor but also the state of the star before the explosion, such as rotational velocity and convective overshoot, and we were able to establish a method using a stellar evolution model. The method is applicable to other remnants, and the above studies have been sufficient to discover a number of derivative charge exchange reactions and resonant scattering.

Free Research Field

X線天文学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、星がなぜ超新星爆発を起こすのか、どのような星が爆発し中性子星を残すのか、という天文学上の重要な問いの一つに、爆発前の星が残した星風の元素量から明らかにする新手法を提案している。結果として、星風に含まれる窒素や酸素の比から、爆発前の星の質量や回転速度、また対流の状態（星の内部状態）まで明らかにできることを示せた。いずれも、既存の研究では推定が困難で得ることの難しかった情報である。今年度に日本が打ち上げるXRISM衛星は、窒素や酸素の輝線をこれまでにない精度で検出することができるため、上記の根源的な問いに答えられる手法を確立した点で本研究は大きな意義がある。