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2022 Fiscal Year Research-status Report

大質量星進化末期の活動性に関する理論的研究

Research Project

Project/Area Number 22K03671
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

茂山 俊和  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (70211951)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2027-03-31
Keywords星周物質 / 超新星 / 水素輝線
Outline of Annual Research Achievements

大量の星周物質と衝突して明るく光る超新星(IIn型)のスペクトル、とくに水素のHα線の形から爆発や星周物質についてどのような情報を引き出せるのかを調べるためにモンテカルロ計算を行なった。その結果から、青方偏移した輝線成分が衝撃波の速度の情報を持っていることを見出した。その他にも、星周物質の膨張速度の正の勾配があると吸収成分が現れることも示すことができ、高分散観測して得られたスペクトルと比較することで星周物質の形成機構のモデルに制限をつけられることがわかった。現在、論文を執筆中である。
私たちのグループで開発中のIIn型超新星の輻射流体シミュレーションを行う数値計算コードCHIPSで水素を含まずヘリウムが豊富にある星周物質の中で爆発した超新星(Ibn型)に対する計算が可能になった。これまでで最も詳しく観測されたIbn型超新星のモデルを構築中である。
大質量星内部で進化後期に起きる核反応でのエネルギー放出と星周物質形成の関係を調べている。酸素ネオン中心核を取り囲む球殻状領域でおきる炭素核燃焼、特に点火した直後に起きるflashについて研究している。その定式化と計算プログラムは出来た。また、似たような定式化が星の中心領域で核反応に点火した直後にも応用できることに気がついたので、従来のモデルでもエネルギー発生率が高いネオンの光分解で始まるネオン核燃焼段階に応用することにした。
星周物質形成に関わるいわゆるprecursor放射のモデルに水素の再結合の影響を考慮した。その結果をThe Astrophyiscal Journalに論文として発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

今のところ、予期せぬ困難にほとんど遭遇せずに進めている。光度曲線やスペクトル計算の結果は観測家の興味も引いている。やるべきことが新たに見つかってきて、発展期でもある。

Strategy for Future Research Activity

基本的には今の方針を継続する。星周物質形成機構と進化後期の核反応の関係については、準解析的な方法でどこまで行けるか見極めが必要だと感じている。光度曲線やスペクトル計算の方は観測家との共同研究に発展させたい。公開コードCHIPSのバージョンアップも行い、観測研究者でも使いやすいものにしたい。
超新星本体だけでなく、その前の星周物質形成に関わると思われるprecursorの光度曲線モデルも改良し、観測との比較から何が議論できるか整理していく。

Causes of Carryover

コロナ禍で国際研究会に参加するのに現地に大学院生を派遣しなかったのが主な理由。

  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Precursors of Supernovae from Mass Eruption: Prospects for Early Warning of Nearby Core-collapse Supernovae2023

    • Author(s)
      Tsuna Daichi、Takei Yuki、Shigeyama Toshikazu
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 945 Pages: 104~104

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acbbc6

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] CHIPS: Complete History of Interaction-powered Supernovae2022

    • Author(s)
      Takei Yuki、Tsuna Daichi、Kuriyama Naoto、Ko Takatoshi、Shigeyama Toshikazu
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 929 Pages: 177~177

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac60fe

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Eruption of the Envelope of Massive Stars by Energy Injection with Finite Duration2022

    • Author(s)
      Ko Takatoshi、Tsuna Daichi、Takei Yuki、Shigeyama Toshikazu
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 930 Pages: 168~168

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac67e1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Stationary Accretion Flow with Nuclear Burning2022

    • Author(s)
      Nagarajan Narenraju、Shigeyama Toshikazu
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 933 Pages: 29~29

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac704a

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] IIn型超新星の水素ライン形状と爆発前質量放出機構の関係2023

    • Author(s)
      石井彩子
    • Organizer
      日本天文学会
  • [Presentation] 爆発的質量放出によるII型超新星の前兆現象2023

    • Author(s)
      津名大地
    • Organizer
      日本天文学会
  • [Presentation] 水素外層を失った大質量星からの大規模な質量放出とその後の超新星2023

    • Author(s)
      武井勇樹
    • Organizer
      日本天文学会
  • [Presentation] 大質量星の晩期の大規模な質量放出現象と炭素殻フラッシュ2023

    • Author(s)
      長谷川智也
    • Organizer
      日本天文学会
  • [Presentation] 星周物質と相互作用する超新星のスペクトル計算:星周物質構造が水素ライン形状へ与える影響2022

    • Author(s)
      石井彩子
    • Organizer
      日本天文学会
  • [Remarks] Complete History of Interaction-Powered Supernovae

    • URL

      https://github.com/DTsuna/CHIPS.git

URL: 

Published: 2023-12-25  

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