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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Nebular emission of Kilonovae

Research Project

Project/Area Number 20K14513
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

仏坂 健太  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (50867033)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords重力波天文学 / 重元素の起源
Outline of Annual Research Achievements

キロノバ星雲機における物理過程と重元素の輝線スペクトルの理論研究を行った。中性子星合体のエジェクタ中に存在する放射性元素からのベータ線によるイオン化と重元素の再結合係数を計算し、キロノバ星雲期おける重元素のイオン化状況を明らかにした。また、実験で測定されている原子のエネルギー準位を使って、重元素イオンの微細構造線の波長と遷移確率を求めた。軽元素から原子番号99番アインシュタニウムまで実験データが存在するイオン全ての微細構造線、およそ10万個のデータを作成した。このデータを用いて、キロノバ星雲期の輝線スペクトルを計算し、実際に観測されたGW170817と比較したところ、2.1ミクロンに観測されている輝線はテルルによる可能性が高いこと、4.5ミクロンの強い放射はタングステンによる可能性があることを示した。また2023年3月に起こったガンマ線バーストに付随したキロノバ候補天体の30日後のJWSTによるスペクトルにもテルルの2.1ミクロンの輝線に無矛盾な構造が見られることを示した。これらの結果は、中性子星合体で大量のテルルやタングステンが形成されることを示唆するもので、中性子星合体が重元素の起源である可能性を支持する。

  • Research Products

    (7 results)

All 2023 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] Vilnius University(リトアニア)

    • Country Name
      LITHUANIA
    • Counterpart Institution
      Vilnius University
  • [Int'l Joint Research] Radboud University(オランダ)

    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      Radboud University
  • [Journal Article] Tellurium emission line in kilonova AT 2017gfo2023

    • Author(s)
      Hotokezaka Kenta、Tanaka Masaomi、Kato Daiji、Gaigalas Gediminas
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters

      Volume: 526 Pages: L155~L159

    • DOI

      10.1093/mnrasl/slad128

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Heavy-element production in a compact object merger observed by JWST2023

    • Author(s)
      Levan Andrew J.、Gompertz Benjamin P.、Salafia Om Sharan、Bulla Mattia、Burns Eric、Hotokezaka Kenta、et al
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 626 Pages: 737~741

    • DOI

      10.1038/s41586-023-06759-1

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Transition Probabilities of Near-infrared Ce iii Lines from Stellar Spectra: Applications to Kilonovae2023

    • Author(s)
      Domoto Nanae、Lee Jae-Joon、Tanaka Masaomi、Lee Ho-Gyu、Aoki Wako、Ishigaki Miho N.、Wanajo Shinya、Kato Daiji、Hotokezaka Kenta
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 956 Pages: 113~113

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acf65a

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Kilonova and Neutron Star Merger Plasma2023

    • Author(s)
      Kenta Hotokezaka
    • Organizer
      The 14th International Colloquium on Atomic Spec- tra and Oscillator Strengths for Astrophysical and Laboratory Plasmas
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Kilonova Spectrum: Photospheric and Nebular phases2023

    • Author(s)
      Kenta Hotokezaka
    • Organizer
      Multi-messenger Modeling of Neutron Star Mergers
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2024-12-25  

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