• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2013 Fiscal Year Research-status Report

大規模サーベイ観測と輻射輸送シミュレーションによる超新星爆発の研究

Research Project

Project/Area Number 24740117
Research InstitutionNational Astronomical Observatory of Japan

Principal Investigator

田中 雅臣  国立天文台, 理論研究部, 助教 (70586429)

Keywords宇宙物理学 / 超新星爆発 / 輻射輸送
Research Abstract

平成25年度は平成24年度に引き続き、東京大学木曽観測所の1mシュミット望遠鏡と広視野カメラKWFC (Kiso Wide Field Camera)を用いて、高頻度の超新星サーベイを行った。また、平成26年度から本格的に行われる、すばる望遠鏡/ Hyper Suprime-Camを用いた突発天体観測に向けて、木曽観測所でのサーベイ用に開発した突発天体発見用のデータ解析パイプラインをHyper Suprime-Cam用に移植した。Suprime-Camの既存の観測データでテストを行い、一次処理から突発天体を発見するための差分処理、突発天体の発見までが一通り行えることを確認した。
超新星爆発のメカニズムに関する研究では、超新星爆発放出物質内での3次元、時間依存、波長依存の輻射輸送シミュレーションコードの開発を行った。まずは、爆発メカニズムが比較的良く理解されているIa型超新星のモデルを用いて、超新星爆発の光度曲線とスペクトルが正しく計算できることを確認した。また、rプロセス元素を含む連星中性子星合体の放出物質にも対応出来るよう、鉄よりも重い元素データを組み込んだ。鉄より重い元素の束縛―束縛遷移データをすべて網羅した輻射輸送コードは世界にも類を見ない。この新しい数値コードの最初の実用例として、連星中性子星合体、ブラックホールと中性子星の合体における輻射輸送シミュレーションに成功し、光赤外放射の詳細な予測を提供した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

平成25年度は東京大学木曽観測所1mシュミット望遠鏡を用いた高頻度超新星サーベイを安定的に行うとともに、平成26 年度から本格的に指導するすばる望遠鏡/Hyper Suprime-Camによる突発天体観測に向けての準備を行った。具体的には、観測を行いながらリアルタイムに突発天体を発見するためのデータ解析パイプラインを移植し、既存のSuprime Camのデータでテストを行い、一次処理から突発天体を発見するための差分処理、突発天体の探査までが一通り行えることを確認した。
理論的な研究では、超新星爆発のモデルからパラメータなしに実際の電磁波放射を予測できるようにするための、3次元、時間依存、波長依存の輻射輸送シミュレーションコードを開発した。まずはこのコードをIa型超新星の標準モデルに適用し、典型的なIa型超新星の光度曲線とスペクトルが得られることを確認した。また、連星中性子星合体からの電磁波放射も計算出来るように、鉄よりも重い元素のデータも組み込むことに成功した。最初の実用例として、連星中性子星合体からの電磁波放射の詳細な予想を提供し、論文を2編出版した。理論研究は予想以上に数値コード開発が進み、予定より早く科学成果をあげることが出来た。

Strategy for Future Research Activity

平成26年度からすばる望遠鏡/Hyper Suprime-Camによるサーベイ観測が本格的に始まるため、まずはそのデータから超新星爆発を検出することを第一の目標とする。さらに、年度内にはリアルタイムにデータを処理するシステムを稼働させ、観測を行いながら即時に超新星候補天体を選び出し、分光同定観測を行うことを目指す。新しいカメラとデータ解析パイプラインによる超新星発見の効率を正しく理解し、1年目の観測データから、各タイプの超新星爆発の大まかな発生頻度を計算できるようにすることを最終目標とする。
理論的研究では、平成25年度に完成させた輻射輸送シミュレーションの数値コードを超新星爆発の第一原理シミュレーションの結果に適用する。これにより、初めて重力崩壊の詳細なシミュレーションから電磁波放射までを途切れることなく一貫して追うことが可能となる。この結果を実際の観測と比較し、現在の超新星爆発モデルがどの程度観測されている超新星爆発の性質に近いのか、また性質が異なる場合は何が足りないのかを明らかにする。また、電磁波放射の性質と、ニュートリノ放射、重力波放射の性質の関係を調べ、マルチメッセンジャー観測から超新星爆発のどのような情報を引き出せるかを検討する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

次年度使用額が生じているが、平成26年3月28日に行われた研究会で講演するための旅費として既に使用しているため、平成26年度に使用するものではない。
上記の理由により、平成26年度にこの差額を使用する計画はない。

  • Research Products

    (23 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Radioactively Powered Emission from Black Hole-Neutron Star Mergers2014

    • Author(s)
      Tanaka, M., Hotokezaka, K., Kyutoku, K., Wanajo, S., Kiuchi, K., Sekiguchi, Y., & Shibata, M.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 780 Pages: 31

    • DOI

      10.1088/0004-637X/780/1/31

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Early-phase photometry and spectroscopy of transitional Type Ia SN 2012ht: Direct constraint on the rise time2014

    • Author(s)
      Yamanaka, M., Maeda, K., Kawabata, M., Tanaka, M., Takaki, K., Ueno, I., Masumoto, K., Kawabata, K. S., Itoh, R., Moritani, Y., Akitaya, H., Arai, A., Honda, S., Nishiyama, K., Kabashima, F., Matsumoto, K., Nogami, D., Yoshida, Y.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Letters

      Volume: 782 Pages: L35

    • DOI

      10.1088/2041-8205/782/2/L35

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Radiative Transfer Simulations of Neutron Star Merger Ejecta2013

    • Author(s)
      Tanaka, M. & Hotokezaka, K.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 775 Pages: 113

    • DOI

      10.1088/0004-637X/775/2/113

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detectability of High-Redshift Superluminous Supernovae with Upcoming Optical and Near-Infrared Surveys - II. Beyond z=62013

    • Author(s)
      Tanaka, M., Moriya, T. J., & Yoshida, N.
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 435 Pages: 2483-2493

    • DOI

      10.1093/mnras/stt1469

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Early UV/Optical Emission of The Type Ib SN 2008D2013

    • Author(s)
      Bersten, M. C., Tanaka, M. , Tominaga, N., Benvenuto, O. G., Nomoto, K.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 767 Pages: 143

    • DOI

      10.1088/0004-637X/767/2/143

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] SN 2009js at the crossroads between normal and subluminous Type IIP supernovae: optical and mid-infrared evolution2013

    • Author(s)
      Gandhi, P., Yamanaka, M., Tanaka, M., Nozawa, T., Kawabata, K. S., Saviane, I., Maeda, K., Moriya, T. J., Hattori, T., Sasada, M., Itoh, R.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 767 Pages: 166

    • DOI

      10.1088/0004-637X/767/2/166

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The very energetic, broad-lined type Ic Supernova 2010ah (PTF10bzf) in the context of GRB/SNe2013

    • Author(s)
      Mazzali, P. A., Walker, E. S., Pian, E., Tanaka, M. , Corsi, A., Hattori, T., Gal-Yam, A.
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 432 Pages: 2463-2473

    • DOI

      10.1093/mnras/stt605

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Luminous and Fast-Expanding Type Ib Supernova SN 2012au2013

    • Author(s)
      Takaki, K., Kawabata, K. S., Yamanaka, M., Maeda, K., Tanaka, M., Akitaya, H., Fukazawa, Y., Itoh, R., Kinugasa, K., Moritani, Y., Ohsugi, T., Sasada, M., Uemura, M., Ueno, I., Ui, T., Urano, T., Yoshida, M., Nomoto, K.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Letters

      Volume: 772 Pages: L17

    • DOI

      10.1088/2041-8205/772/2/L17

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Progenitor models of the electromagnetic transient associated with the short GRB 130603B2013

    • Author(s)
      Hotokezaka, K., Kyutoku, K., Tanaka, M., Kiuchi, K., Sekiguchi, Y., Shibata, M., Wanajo, S.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Letters

      Volume: 778 Pages: L16

    • DOI

      10.1088/2041-8205/778/1/L16

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 重力波源の光学赤外線対応天体2014

    • Author(s)
      田中雅臣
    • Organizer
      日本物理学会 第69回年次大会 宇宙線・宇宙物理領域、理論核物理領域合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      東海大学(神奈川県)
    • Year and Date
      20140328-20140328
    • Invited
  • [Presentation] 「rプロセス新星」の輻射輸送シミュレーション2014

    • Author(s)
      田中雅臣、仏坂 健太、久徳 浩太郎、和南城 伸也、木内 建太、関口 雄一郎、柴田 大
    • Organizer
      日本天文学会2014年春季年会
    • Place of Presentation
      国際基督教大学(東京都)
    • Year and Date
      20140319-20140322
  • [Presentation] 超新星爆発に見る大質量星連星進化の痕跡2014

    • Author(s)
      田中雅臣
    • Organizer
      「連星天文学」研究会
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府)
    • Year and Date
      20140210-20140212
    • Invited
  • [Presentation] Radioactively Powered Emission from Compact Binary Coalescences: Implications for Observing Strategies2014

    • Author(s)
      田中雅臣
    • Organizer
      2nd Symposium - New Development in Astrophysics through Multimessenger Observations of Gravitational Wave Sources
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都)
    • Year and Date
      20140113-20140115
  • [Presentation] Optical Transient Survey: Prospects for Finding Electromagnetic Counterparts of Gravitational-Wave Sources2014

    • Author(s)
      田中雅臣
    • Organizer
      2nd Symposium - New Development in Astrophysics through Multimessenger Observations of Gravitational Wave Sources
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都)
    • Year and Date
      20140113-20140115
  • [Presentation] Optical Observations of Extragalactic Supernovae2013

    • Author(s)
      Tanaka, M.
    • Organizer
      Multi-Messengers from Core-Collapse Supernovae
    • Place of Presentation
      福岡大学(福岡県)
    • Year and Date
      20131202-20131206
    • Invited
  • [Presentation] Radioactively Powered Emission from Neutron Star Merger2013

    • Author(s)
      Tanaka, M.
    • Organizer
      Long-term Workshop on Supernovae and Gamma-Ray Bursts 2013
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府)
    • Year and Date
      20131111-20131115
  • [Presentation] 連星中性子星合体からの可視光放射2013

    • Author(s)
      田中雅臣、仏坂 健太
    • Organizer
      日本天文学会2013年秋季年会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      20130910-20130912
  • [Presentation] 重力波天文学と連携した光赤外観測の提案2013

    • Author(s)
      田中雅臣
    • Organizer
      2013年度光赤天連シンポジウム「2020年代の光赤外天文学 - 将来計画の再構成」
    • Place of Presentation
      国立天文台(東京都)
    • Year and Date
      20130806-20130807
  • [Presentation] 広視野サーベイ観測と連携した突発天体の即時観測2013

    • Author(s)
      田中雅臣
    • Organizer
      2013年度岡山ユーザーズミーティング
    • Place of Presentation
      倉敷市立美術館 (岡山県)
    • Year and Date
      20130801-20130803
  • [Presentation] Time Domain Science with TMT2013

    • Author(s)
      Tanaka, M.
    • Organizer
      Thirty Meter Telescope Science Forum
    • Place of Presentation
      Waikoloa Resort on the island of Hawaii (USA)
    • Year and Date
      20130722-20130723
    • Invited
  • [Presentation] Optical Transient Survey with Medium-Size Telescopes2013

    • Author(s)
      Tanaka, M.
    • Organizer
      Medium-Size Telescope Science Workshop
    • Place of Presentation
      Dianchi Hotel (中国)
    • Year and Date
      20130621-20130625
    • Invited
  • [Presentation] Optical Emission from Neutron Star Merger2013

    • Author(s)
      Tanaka, M.
    • Organizer
      Gravitational Waves - Revolution in Astronomy and Astrophysics
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府)
    • Year and Date
      20130602-20130607
  • [Remarks] 中性子星合体からの電磁波放射

    • URL

      http://4d2u.nao.ac.jp/t/var/download/index.php?id=NSMerger

URL: 

Published: 2015-05-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi