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2021 Fiscal Year Research-status Report

Study of the origin of the diversity of Type Ia Supernovae with high energy-resolution X-ray spectroscopy

Research Project

Project/Area Number 20K04009
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

寺田 幸功  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (90373331)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
KeywordsX線分光観測 / X線分光撮像衛星XRISM / Ia 型超新星
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、Ia型超新星の多様性の起源を解明すべく、研究期間中に稼働するX線分光撮像衛星XRISMによる過去最高のX線分光能力を最大限に活かし、爆発前の親星である白色矮星連星の重力ポテンシャルの高精度計測や、爆発直後の高温プラズマ分光による精密ドップラー計測、および、爆発後の残骸のプラズマ診断を行う課題である。具体的には、課題i) 白色矮星連星のX線分光を通じた sub-Chandrasekhar 質量の重い白色矮星の探査、課題ii) Ia型超新星の爆発直後での即時分光観測による親星の同定と輝線のドップラー計測による非対称性の診断、課題iii) Ia型超新星残骸の高温プラズマの高分解能分光観測によるプラズマ診断を用いた SD/DD分別と撮像観測による非対称性の診断、および、課題 iv) X線分光撮像衛星XRISMの観測性能強化の4課題を実施する。
初年度には、課題i)ii)の準備として、XRISM衛星の Performance Verification (PV)期における白色矮星の観測や超新星観測を計画し提案した。令和三年度も第二段階の観測提案を行い、強磁場白色矮星の高温プラズマ診断や、重力崩壊型の超新星 SN1987A のプラズマ診断を通じた親星推定・非平衡プラズマ診断の課題が高く評価され、PV期に必ず観測される高優先度課題として選択された。さらに、他波長研究者との共同研究のための議論を行い、より現実的な観測計画に落とし込んだ。
さらに課題iv)として、XRISM衛星の観測性能を強化すべく、科学運用の準備作業を継続して行った。昨年度までの成果である科学運用計画の詳細を査読論文として出版した。また、JAXAやNASA の研究者と協力し地上での衛星データ処理ソフトウェアの開発を完了、検証段階まで進め、観測性能強化のためのモニター項目などの議論を深めた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

X線分光撮像衛星XRISMの稼働後のX線分光観測に向けた準備作業として最大の課題は、「研究実績の概要」に述べた観測提案の採択可否であったが、初年度と本年度との観測計画立案が評価され、無事に採択に至っている。継続して、協力研究者と共に観測計画を詳細化する段階に進めたため、研究に大きな遅れもなく進んでいると自己評価できる。また、解析環境の構築も問題ない。ただし、XRISM衛星の観測の性能強化のための科学運用準備の作業は、打ち上げが迫り、想定以上にエフォートを割かざるを得なくなっている。こうして科学運用準備は大きく進展したが、課題iii)のIa型超新星残骸のX線分光撮像観測の準備がやや遅れ気味である。課題によって進捗に凸凹はあるが、クリティカルな遅れが出ている課題はなく、研究は概ね順調に進展している。
初年度に引き続き、COVID-19 の影響で海外渡航が出来なくなったため、予定していた旅費は翌年度に繰り越すこととした。ただし、予定していた国際会議は遠隔開催となったため、他研究者とのコミュニケーションには問題はない。

Strategy for Future Research Activity

令和四年度もCOVID-19 の影響が続き、複数の国際会議も遠隔開催に切り替わっているものもある。今後も継続して協力研究者と共に、打ち上げに向けたX線分光撮像衛星XRISMの稼働後のX線分光観測に向けた準備作業(課題iv)を進める。また、令和四年度は、やや進捗に遅れがある課題iii)を現在稼働中のX線衛星を用いて進める予定である。その後、令和四年度(もしくは五年度)にXRISM衛星が稼働した後は、予定通り、初期運用観測を実施し、課題i),ii)およびiii)を進める予定である。

Causes of Carryover

COVID-19の影響で国内外旅費(国際会議参加や研究打ち合わせ)を使用できなかったため次年度使用とした。次年度も引き続き COVID-19 の影響が続き旅費使用が制限される場合でも、可能な限りリモートでの打ち合わせを実施する(なお、米国開催の予定であった国際較正コンソーシアム会議は既に遠隔開催に決定している)。提案時に予定していた旅費のうち使用できなかった分は、衛星データ用の計算機の増強等に充てる。

  • Research Products

    (12 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] NASA/GSFC/Harvard-Smithsonian CfA/University of Wisconsin(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      NASA/GSFC/Harvard-Smithsonian CfA/University of Wisconsin
    • # of Other Institutions
      3
  • [Int'l Joint Research] Canadian Space Agency/Canadian Light Source Inc.(カナダ)

    • Country Name
      CANADA
    • Counterpart Institution
      Canadian Space Agency/Canadian Light Source Inc.
  • [Int'l Joint Research] European Space Agency(スペイン)

    • Country Name
      SPAIN
    • Counterpart Institution
      European Space Agency
  • [Int'l Joint Research] SRON/ESTEC(オランダ)

    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      SRON/ESTEC
  • [Int'l Joint Research] University of Durham(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      University of Durham
  • [Journal Article] Detailed design of the science operations for the XRISM mission2021

    • Author(s)
      Terada, Yukikatsu, Holland, Matt, Loewenstein, Michael, Tashiro, Makoto, Takahashi, Hiromitsu, and 34 colleagues
    • Journal Title

      Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and System

      Volume: 7 Pages: id.037001

    • DOI

      10.1117/1.JATIS.7.3.037001

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Possible Detection of X-Ray Emitting Circumstellar Material in the Synchrotron-dominated Supernova Remnant RX J1713.7-3942021

    • Author(s)
      Tateishi, Dai, Katsuda, Satoru, Terada, Yukikatsu, Acero, Fabio, Yoshida, Takashi, and 2 colleagues
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 923 Pages: id.187

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac2c00

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] XRISM 衛星科学運用に向けた準備進捗2021年度2022

    • Author(s)
      寺田幸功 ほか33名
    • Organizer
      第22回宇宙科学シンポジウム
  • [Presentation] 核ガンマ線を用いた銀河系内中性子星連星合体残骸の探査2021

    • Author(s)
      寺田幸功
    • Organizer
      ~中性子星の観測と理論~研究活性化ワークショップ 2021,
  • [Presentation] 中性子星連星合体イベントのガンマ線残光の探査2021

    • Author(s)
      寺田幸功
    • Organizer
      研究会「中性子星・超新星残骸及び関連天体」
  • [Presentation] Timing Working group2021

    • Author(s)
      Yukikatsu Terada
    • Organizer
      International Astronomical Consortium for High-Energy Calibration, 2021 Virtual Spring Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Timing Working group Status report2021

    • Author(s)
      Yukikatsu Terada
    • Organizer
      International Astronomical Consortium for High-Energy Calibration, 2021 Virtual Fall Meeting
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2022-12-28  

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