2021 Fiscal Year Research-status Report
元素合成およびX線・γ観測から迫る重力崩壊型超新星の爆発機構の解明
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20K03957
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| Research Institution | National Institute of Technology, Kumamoto College |
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Principal Investigator |
藤本 信一郎 熊本高等専門学校, 電子情報システム工学系CIグループ, 教授 (10342586)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 元素合成 / 超新星爆発 / 核γ線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、非対称ニュートリノ放射を伴う重力崩壊型超新星爆発における元素合成を、様々な質量をもつ親星に対して系統的に調査し、その結果を近い将来の超新星残骸のX線・γ線観測と比較することから、理論的に示唆された非対称ニュートリノ放射の有無を明らかにし、ニュートリノ非球対称度を推定することを目的としている。
令和3年度には、「令和３年度科学研究費助成事業（学術研究助成基金助成金）支払請求書：本年度以降の研究実施計画」に記載した通り、ニュートリノが球対称に放射する場合の重力崩壊型超新星爆発における元素合成を、様々な質量の(太陽と同じ金属量をもつ)親星に対して、系統的に研究した。2D超新星爆発および元素組成・放出量を我々の先行研究と同様に計算した。様々な質量をもつ親星の超新星爆発放出ガスの組成を初期質量関数で重み付けて平均し、Ia型超新星の寄与を加えることにより、太陽系組成を理論的に見積もった。理論的な太陽系組成と実際の太陽系組成および観測的に得られた元素量と爆発エネルギーと計算から得られた結果とを比較することに重力崩壊型超新星爆発の性質を調査したする。以上の成果を論文として学術雑誌への投稿準備中である。
次に、「令和３年度科学研究費助成事業（学術研究助成基金助成金）支払請求書：本年度以降の研究実施計画」に基づき、球対称爆発モデルを用いて重力崩壊型超新星爆発の際に放出される核γ線・電子捕獲X線を見積もり、XRISM衛星やAMEGO衛星などの次世代X線・γ線望遠鏡での観測可能性を議論した。以上の成果を研究会・学会で発表した。現在論文として学術雑誌への投稿準備中である。
上記の成果は、日本天文学会2021年秋期年会および国際学会「Nuclei in the Cosmos XVI」にて発表された(本報告書10．研究発表（令和3年度の研究成果）研究発表1件目、2件目])。
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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
令和3年度には、上記「研究実績の概要」に記載したように「令和３年度科学研究費助成事業（学術研究助成基金助成金）支払請求書：本年度以降の研究実施計画」に記載した計画に従って研究を遂行し、国内外の学会・研究会にて研究発表し、さらに論文として公表した。このため「おおむね順調に進展している」と自己評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
「当初計画」に基づき、令和4年度には、令和3年度に引き続き、まずは重力崩壊型超新星爆発の際に放出される核γ線・電子捕獲X線に関する研究を論文としてまとめる。次に3D超新星爆発・元素合成計算を行う。特に個々の超新星残骸との比較を見据えた少数の親星・3つ程度のニュートリノ非球対称度に対して、計算を行い、研究成果を学会・研究会にて発表する。
最後に、令和2,3年度に行った非球対称ニュートリノ放射を考慮した重力崩壊型超新星の多次元爆発・元素合成計算から得られたNi/Fe・Zn/Fe比の理論値に対して、XRISM衛星を用いた若くて明るい超新星残骸におけるNi/Fe・Zn/Fe比の観測可能性を定量的に評価し、Ni/Fe・Zn/Fe比の観測提案を目指す。
併せて、まずは球対称ニュートリノ放射の場合に、次に非球対称ニュートリノ放射の場合について、様々な質量の親星・少数のニュートリノ非球対称度に対して3D超新星爆発・元素合成計算を行い、2D計算と比較し、元素合成に対する軸対称性の影響を定性的・定量的に評価する。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響で参加を予定していた学会・研究会が中止もしくはオンラインでの開催になったために旅費の支出がなかったため。併せて、半導体不足に伴う計算用ワークステーションの高騰のため購入を延期したため。
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