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相対論的数値コードを用いた非球対称爆発による超新星外層の加速の研究

研究課題

研究課題/領域番号 06J10689
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 天文学
研究機関東京大学

研究代表者

中村 航  東京大学, 大学院・理学系研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2007年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード超新星 / 元素合成 / 銀河化学進化 / 粒子加速 / 数値流体シミュレーション / 化学進化 / 相対論的流体力学
研究概要

最新の観測および理論計算の結果をもとに、新しい軽元素合成シナリオを提案した。Ib/c型超新星になるような星の周りには、その星が進化の過程で放出した物質が密度の高い星周物質を形成しているはずである。爆発で加速された星の外層が、星周物質と相互作用することによって軽元素が合成されるであろう。特に、星の表面にHe/N層が残っていれば、破砕反応による^9Be生成やHe+Heの融合反応による^<6,7>Li合成が効率的に起こることが期待される。Hirschi博士(キール大学)から提供を受けた金属欠乏星のモデルを初期条件として超新星爆発の数値計算を行い、外層の加速を調べた。また、そのモデルに対応する質量放出のデータをもとに星周物質の分布を求め、加速された粒子が星周物質を通過する際のエネルギー損失をモンテ・カルロ法によって算出した。計算の結果、爆発で加速された粒子の大部分は星表面近くの密度の高い星周物質領域でエネルギーを失い、従って軽元素合成反応もその領域でほぼ完結してしまうことがわかった。これより、合成される軽元素の量や比は、星表面と表面近くの星周物質の化学組成に強く依存することが予想される。
この結果を受けて、銀河ハロー中の金属欠乏星の表面に存在する軽元素は、その星が形成される引き金となった超新星の特性を反映しているのではないかと推測した。軽元素の相対比から表面組成を、軽元素と酸素などの重元素との比から爆発エネルギーを算出することが可能である。^6Li量が測定されている最も金属量の少ない星LP815-43の観測から、この星は、質量比にして(He,C,N,0)=(0.95,0.01,0.03,0.01)という表面組成を持つ星が1.2×10^<52>ergsの爆発エネルギーでlb型の超新星爆発を起こしたときに、星間空間に放出されたガスから形成されたと結論付けた。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Light Element Production in Type Ib/c Supernovae2008

    • 著者名/発表者名
      中村 航
    • 雑誌名

      American Institute of Physics (accepted)(掲載決定)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light Element Production in the Circumstellar Matter of Type Ic Supernovae at Low Metallicity2007

    • 著者名/発表者名
      中村 航
    • 雑誌名

      Proceedings of Science 148

      ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light Element Production in the Circumstellar Matter of Energetic Type Ic Supernovae2006

    • 著者名/発表者名
      中村 航
    • 雑誌名

      the Astrophysical Journal Letters 643

      ページ: 115-118

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Self-similar solutions for the interaction of relativistic ejecta with an ambient medium2006

    • 著者名/発表者名
      中村 航
    • 雑誌名

      the Astrophysical Journal 645

      ページ: 431-435

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Light Element Nucleosynthesis in Type Ib/c Supernovae2007

    • 著者名/発表者名
      中村 航
    • 学会等名
      From Massive Stars to Supernova Remnants
    • 発表場所
      ローレンツセンター(オランダ)
    • 年月日
      2007-08-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2024-03-26  

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