超新星元素合成の系統的研究

• 研究課題/領域番号: 16K17668
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 福岡大学
• 研究代表者: 中村 航 福岡大学, 理学部, 助教 (60533544)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
• キーワード: 超新星 / 元素合成 / 数値シミュレーション / ニュートリノ / 宇宙物理 / 計算物理 / 理論天文学

研究成果の概要

大質量星の進化の最後に起こると考えられている重力崩壊型の超新星は、爆発の際に大量の重元素を生成し、銀河の化学進化・物質循環において主要な役割を担っている。元素合成量を調べるには長時間の数値計算に基づくデータが必要であるが、第一原理的な詳細計算は計算量が膨大になり長時間の発展を追うことが難しい。今回の研究では、スーパーコンピューターと先進的な手法を用いて空間多次元での超新星の長時間計算を実現し、爆発的元素合成量を算出した。とくに陽子過剰核であるモリブデンとルテニウムに注目して解析したところ、それぞれ異なる環境で生成されていることがわかった。得られた組成比は、太陽系組成と興味深い一致を示した。

研究成果

• [国際共同研究] ダルムシュタット工科大学(ドイツ)
• [国際共同研究] バージニア工科大学(米国)
• [国際共同研究] バーゼル大学(スイス)
• [国際共同研究] Basel University(Switzerland)
• [雑誌論文] Diffuse supernova neutrino background from extensive core-collapse simulations of 8?100?M? progenitors (2017)
  • 著者名/発表者名: Horiuchi Shunsaku、Sumiyoshi Kohsuke、Nakamura Ko、Fischer Tobias、Summa Alexander、Takiwaki Tomoya、Janka Hans-Thomas、Kotake Kei
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 475 号: 1 ページ: 1363-1374
  • DOI: 10.1093/mnras/stx3271
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Nucleosynthesis in 2D core-collapse supernovae of 11.2 and 17.0 Msun progenitors: implications for Mo and Ru production (2017)
  • 著者名/発表者名: Eichler M、Nakamura K、Takiwaki T、Kuroda T、Kotake K、Hempel M、Cabezon R、Liebendoerfer M、Thielemann F-K
  • 雑誌名: Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics 巻: 45 号: 1 ページ: 014001-014042
  • DOI: 10.1088/1361-6471/aa8891
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Systematic Features and Progenitor Dependence of Core-Collapse Supernovae (2017)
  • 著者名/発表者名: Ko Nakamura, Tomoya Takiwaki, Takami Kuroda, Kei Kotake
  • 雑誌名: Proceedings of the 14th International Symposium on Nuclei in the Cosmos 巻: -
  • DOI: 10.7566/jpscp.14.010610
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nucleosynthesis in 2D Core-Collapse Supernova Long-Term Simulations of 11.2 and 17.0 Solar Mass Progenitors (2017)
  • 著者名/発表者名: Marius, Eichler, Ko Nakamura, Tomoya Takiwaki, Takami Kuroda, Kei Kotake, Matthias Hempel, Ruben Cabezon, Matthias Liebendoerfer, Friedrich-Karl Thielemann
  • 雑誌名: Proceedings of the 14th International Symposium on Nuclei in the Cosmos 巻: -
  • DOI: 10.7566/jpscp.14.020604
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Neutron Star Kick induced by Aspherical Core-collapse Supernova Explosions (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村航
  • 学会等名: Physics of Core-Collapse Supernovae and Compact Star Formations
  • 国際学会
• [学会発表] 重力崩壊型超新星の長時間数値計算に基づく中性子星キック (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村航
  • 学会等名: 日本天文学会2018年春季年会
• [学会発表] 回転する重力崩壊型超新星の系統的研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村航
  • 学会等名: 新学術「地下素核研究」第３回超新星ニュートリノ研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2017-03-04
• [学会発表] 重力崩壊型超新星の3D長時間計算 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村航
  • 学会等名: 京からポスト京に向けて」シンポジウム
  • 発表場所: 筑波大学文京校舎
  • 年月日: 2017-02-16
• [学会発表] Systematic features of core-collapse supernova based on multi-D simulations (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村航
  • 学会等名: Workshop on the Progenitor-Supernova-Remnant Connection
  • 国際学会
• [学会発表] 重力崩壊型超新星の多次元長時間シミュレーション (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村航
  • 学会等名: CfCAユーザーズミーティング
• [学会発表] 超新星親星の構造と中性子星キックの関係 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村航
  • 学会等名: 第７回DTAシンポジウム
• [学会発表] 重力崩壊型超新星の3次元長時間計算に向けて (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村航
  • 学会等名: 日本天文学会2017年秋季年会
• [学会発表] Mutli-messenger signals from core-collapse supernovae (2016)
  • 著者名/発表者名: Ko Nakamura
  • 学会等名: RESCEU Symposium "GW Astrophysics in the High Event Rate Regime"
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2016-12-05
  • 国際学会
• [学会発表] Mutli-messenger signals from core-collapse supernovae (2016)
  • 著者名/発表者名: Ko Nakamura
  • 学会等名: IAU Symposium 329 "The lives and death-throes of massive stars"
  • 発表場所: Auckland
  • 年月日: 2016-11-28
  • 国際学会
• [学会発表] Systematic Features and Progenitor Dependence of Core-Collapse Supernovae (2016)
  • 著者名/発表者名: Ko Nakamura
  • 学会等名: The 14th International Symposium on Nuclei in the Cosmos
  • 発表場所: Toki Messe Niigata
  • 年月日: 2016-06-19
  • 国際学会
• [学会発表] Nucleosynthesis in 2D Core-Collapse Supernova Long-Term Simulations of 11.2 and 17.0 Solar Mass Progenitors (2016)
  • 著者名/発表者名: Marius, Eichler
  • 学会等名: The 14th International Symposium on Nuclei in the Cosmos
  • 発表場所: Toki Messe Niigata
  • 年月日: 2016-06-19
  • 国際学会
• [備考] 研究代表者ホームページ
  • URL: http://th.nao.ac.jp/MEMBER/nakamura/