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2023 Fiscal Year Research-status Report

光学赤外線観測によるスーパーチャンドラセカール超新星の親星モデルの研究

Research Project

Project/Area Number 22K03676
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

山中 雅之  鹿児島大学, 理工学研究科, 特任助教 (50645512)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords天文学 / 光赤外線天文学 / 超新星 / 超新星爆発 / 中小口径望遠鏡
Outline of Annual Research Achievements

鹿児島大学では2023年1月に近赤外線3色同時撮像装置kSIRIUSが入来観測所1m光赤外望遠鏡に搭載され、本格的なサイエンス観測運用を開始した。これを用いて超新星・突発現象のフォローアップ観測を実施している。この1年間を通して、取得された生データの一元的な解析手順を構築した。超新星・突発現象などに最適化されており、精度の良いデータを取得可能となった。そのような状況下において、近傍銀河に超新星 SN 2023bee が発見され、早期のIa型と同定された。我々は、kSIRIUSを用いておおよそ110日間にわたって近赤外線光度曲線を得た。その結果、絶対光度はJHKsバンドで明るいサブクラスに匹敵する明るさであることがわかった。一方で、光度曲線においては明瞭な第二極大を示した。これらはこの超新星が特異な超新星ではなく、Ia型のカテゴリーに収まることを意味する。光度・色進化についても比較調査を実施し、明るいサブクラスのIa型超新星と一致することを見出した。このサブクラスでは最も長期のKsバンドデータとなった。これは、SC超新星赤外放射研究のための標準的なテンプレートとなりうることを意味する。さらに過去の文献で示された近赤外線サンプルと合わせて統計的調査を実施した。その結果、Jバンドにおいては第二極大で光度が一定であることを示した。さらに、H, Ksバンドにおいては第一極大と第二極大で強い相関関係を示すことがわかった。これらは近年本格観測を開始させた、あるいは開始予定の近赤外線サーベイによる宇宙論研究のための距離指標となりえることを示唆する。さらに2023年度においてはkSIRIUSを用いた観測によって、Ia型超新星のサンプルを3つ追加した。うち1天体はSC超新星に匹敵する緩やかな光度進化を示しており、今後より詳細な研究を実施する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

鹿児島大学が開発した kSIRIUS が非常に高い性能を発揮したことによって想定以上に質の良い光度曲線データを長期にわたり取得できた。装置は安定に稼働しており、観測体制も整備されているため、このような長期観測を実現した。また、運用開始直後に近傍銀河に明るく条件の良い天体が出現したことも挙げられる。これにより、SN 2023bee の近赤外線JHKsバンドライトカーブを取得することが出来た。一方で、今年度データ解析を実施した超新星天体の中から明瞭にスーパーチャンドラセカール超新星と言える天体は含まれなかった。

Strategy for Future Research Activity

2023年度に取得した SN 2023bee の近赤外線データに基づく研究について論文化を行い、査読誌に投稿する予定である。また、kSIRIUSで新たに観測した3天体のIa型超新星についてデータ解析を行う。特に、1天体については可視光全天サーベイによる公開データによって緩やかな進化を示し、非常に青い色を示すことが示唆されている。この特徴はスーパーチャンドラセカール(SC)超新星に合致しており、今後データ解析を行う予定である。さらに、得られた光度曲線を過去にSC超新星と同定された天体と比較し、詳細に検証を行う。特に赤外超過を示すかどうかが焦点となる。全エネルギー放射分布を調査し、ダスト放射による寄与があるかどうか検証を行う。また、今年1月よりkSIRIUSと合わせて可視2バンド撮像装置が本格的なサイエンス観測を開始した。これによって、現時点では可視2バンド、近赤外線3バンドの5バンド同時撮像が可能となっている。SC超新星は可視光において非常に青く、緩やかな進化を示すことが良く知られており、このkSIRIUS+可視カメラを用いたフォローアップ観測によって、より確度の高いサブクラス分類が可能となると期待される。また、さらに鹿児島では現在超新星用の低分散分光器の開発が計画されている。これが完成した暁には、超新星タイプ同定が可能となり、近赤外線光度曲線に加えてスペクトル進化を調査することが可能となる。

Causes of Carryover

成果を投稿論文としてまとめ出版するため、出版費用に充てる予定である。また、成果内容に関係して国際会議にて発表する予定である。

  • Research Products

    (18 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Indian Institute of Astrophysics/Pondicherry University/ARIES(インド)

    • Country Name
      INDIA
    • Counterpart Institution
      Indian Institute of Astrophysics/Pondicherry University/ARIES
  • [Journal Article] Intermediate-luminosity Type IIP SN 2021gmj: a low-energy explosion with signatures of circumstellar material2024

    • Author(s)
      Murai Yuta、Tanaka Masaomi、Kawabata Miho、Taguchi Kenta、Teja Rishabh Singh、Nakaoka Tatsuya、Maeda Keiichi、Kawabata Koji S、Nagao Takashi、Moriya Takashi J、Sahu D K、Anupama G C、Tominaga Nozomu、Morokuma Tomoki、Imazawa Ryo、...Yamanaka Masayuki
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 528 Pages: 4209~4227

    • DOI

      10.1093/mnras/stae170

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Gamma rays from a reverse shock with turbulent magnetic fields in GRB 180720B2023

    • Author(s)
      Arimoto Makoto、Asano Katsuaki、Kawabata Koji S.、Toma Kenji、Gill Ramandeep、Granot Jonathan、Ohno Masanori、Takahashi Shuta、Ogino Naoki、Goto Hatsune、Nakamura Kengo、Nakaoka Tatsuya、Takagi Kengo、Kawabata Miho、Yamanaka Masayuki、Sasada Mahito、Razzaque Soebur
    • Journal Title

      Nature Astronomy

      Volume: 8 Pages: 134~144

    • DOI

      10.1038/s41550-023-02119-1

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Spectra of V1405 Cas at the Very Beginning Indicate a Low-mass ONeMg White Dwarf Progenitor2023

    • Author(s)
      Taguchi Kenta、Maeda Keiichi、Maehara Hiroyuki、Tajitsu Akito、Yamanaka Masayuki、Arai Akira、Isogai Keisuke、Shibata Masaaki、Tampo Yusuke、Kojiguchi Naoto、Nogami Daisaku、Kato Taichi
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 958 Pages: 156~156

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ad0133

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Bridging between Type IIb and Ib Supernovae: SN IIb 2022crv with a Very Thin Hydrogen Envelope2023

    • Author(s)
      Gangopadhyay Anjasha、Maeda Keiichi、Singh Avinash、A. J. Nayana、Nakaoka Tatsuya、Kawabata Koji S.、Taguchi Kenta、Singh Mridweeka、Chandra Poonam、Ryder Stuart D.、Dastidar Raya、Yamanaka Masayuki、Kawabata Miho、Alsaberi Rami Z. E.、Dukiya Naveen、Teja Rishabh Singh、Ailawadhi Bhavya、Dutta Anirban、et al.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 957 Pages: 100~100

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acfa94

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Bright Type II supernova 2023ixf in M?101: A quick analysis of the early-stage spectra and near-infrared light curves2023

    • Author(s)
      Yamanaka Masayuki、Fujii Mitsugu、Nagayama Takahiro
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 75 Pages: L27~L31

    • DOI

      10.1093/pasj/psad051

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] SN 2018gj: A Short Plateau Type II Supernova with Persistent Blueshifted Ha Emission2023

    • Author(s)
      Teja Rishabh Singh、Singh Avinash、Sahu D. K.、Anupama G. C.、Kumar Brajesh、Nakaoka Tatsuya、Kawabata Koji S、Yamanaka Masayuki、Takey Ali、Kawabata Miho
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 954 Pages: 155~155

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acdf5e

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Multicolor and multi-spot observations of Starlink’s Visorsat2023

    • Author(s)
      Horiuchi Takashi、Hanayama Hidekazu、Ohishi Masatoshi、Nakaoka Tatsuya、Imazawa Ryo、Kawabata Koji S、Takahashi Jun、Onozato Hiroki、Saito Tomoki、Yamanaka Masayuki、Nogami Daisaku、Tampo Yusuke et al.
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 75 Pages: 584~606

    • DOI

      10.1093/pasj/psad021

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] M101 銀河に出現した SN 2023ixf の早期分光観測及び近赤外線観測2024

    • Author(s)
      山中雅之
    • Organizer
      第29回天体スペクトル研究会
  • [Presentation] 鹿児島大学1m望遠鏡による天の川・系外銀河に出現する突発天体の近赤外線観測2024

    • Author(s)
      山中雅之
    • Organizer
      天の川銀河研究会2024 2024年3月6-8日
  • [Presentation] 緩やかな前駆現象を伴う特異な超新星候補SN 2023aewの紫外-可視-赤外観測2024

    • Author(s)
      熊野朱里, 山中雅之, 永山貴宏, 後藤颯太, (鹿児島大学), 他鹿児島大学 1m 光赤外線望遠鏡グループ
    • Organizer
      日本天文学会 2024年春季年会
  • [Presentation] Supernova 2023ixf in M101: Optical/near-infrared follow-up observations with small telescopes2023

    • Author(s)
      Masayuki Yamanaka
    • Organizer
      SuperVirtual 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Near-Infrared Followups of Nearby Supernovae and Transients with the Iriki 1m Telescope2023

    • Author(s)
      Masayuki Yamanaka
    • Organizer
      Transients Down Under 2024
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 近傍銀河M101に出現したII型超新星SN 2023ixfの早期分光及び近赤外線観測2023

    • Author(s)
      山中雅之, 永山貴宏 (鹿児島大学), 藤井貢 (藤井黒崎観測所), 他鹿児島大学 1m 光赤外線望遠鏡グ ループ
    • Organizer
      日本天文学会2023年秋季年会
  • [Presentation] Ia 型超新星 SN 2023bee の近赤外線光度曲線に基づく研究2023

    • Author(s)
      山中雅之, 永山貴宏 (鹿児島大学), 他鹿児島大学 1m 光赤外線望遠鏡グループ
    • Organizer
      日本天文学会2023年秋季年会
  • [Presentation] NIR follow-up of supernovae and transients with kSIRIUS2023

    • Author(s)
      山中雅之 (鹿児島大学)
    • Organizer
      Transient & Supernova WS 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 21世紀で最も明るい重力崩壊型超新星の追観測による成果

    • URL

      https://www.kagoshima-u.ac.jp/topics/2023/08/post-2085.html

  • [Funded Workshop] Transient & Supernova WS 20232023

URL: 

Published: 2024-12-25  

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