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第一世代の星の典型的質量と宇宙初期天体の特異な元素組成の起源

研究課題

研究課題/領域番号 18540231
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 天文学
研究機関東京大学

研究代表者

野本 憲一  東京大学, 数物連携宇宙研究機構, 特任教授 (90110676)

研究分担者 鈴木 知治  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教 (20280935)
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
3,880千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 480千円)
2007年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2006年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード星の進化 / 星の化学組成 / 極超新星 / 元素合成 / 銀河の化学進化 / 超新星 / ブラックホール / 中性子星 / 恒星の進化 / 大質量星 / 金属欠乏星 / 宇宙初代星 / 質量関数 / 宇宙化学進化
研究概要

宇宙の進化における第一世代の星、すなわち、重元素を含まない種族IIIの星がどのような質量関数を持っていたかという問題は、宇宙の再電離の源、あるいは、巨大質量および中質量ブラックホールの起源の問題と密接に関連して、観測的にも理論的にも論争が続いており、現在の天文学の焦点の一つである。
本研究では、第一世代の星の進化と超新星爆発のモデルを構築し、観測との詳細な比較を行ない、それにより、第一世代の星が典型的にはどのような質量の星で、どのような規模の爆発をしたのかを解明することを目標とした。特に着目したことは、最近の観測により、宇宙初期の天体の化学組成が太陽組成から大きくずれた特異なパターンを示すことが分かってきたことである。
本年度は、第一世代星の候補の一つとして、種族III(Pop III)星が質量降着によって約1M〓から質量を増やしながら進化していく過程を、重力崩壊の段階まで計算した。その結果、下記のような新たな知見が得られた。
1.3次元宇宙論的シミュレーションから推定される質量降着率を適用すると、Pop III.1星はほぼ1000〓まで成長し、中間質量ブラックホールを形成する。これは、巨大質量ブラックホールの種として興味深い。
2.質量降着が他の種族III星のfeedbackによって阻害されるPop III.2星の場合は、50-100〓程度の通常の重力崩壊に至り、超金属欠乏星に観測されるような、元素合成を行なう。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2009 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (40件) (うち査読あり 31件) 学会発表 (13件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Tycho Brahe's 1572 supernova as a standard typeIa as revealed by its light-echo spectrum2008

    • 著者名/発表者名
      Krause, O., et al
    • 雑誌名

      Nature 456

      ページ: 617-619

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical Spectropolarimetry and Asphericity of the Type Ic SN 2007gr2008

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 689

      ページ: 1191-1198

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Injection of Short-Lived Radionuclides into the Early Solar System from a Faint Supernova with Mixing Fallback2008

    • 著者名/発表者名
      Takigawa, A., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 688

      ページ: 1382-1387

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Peculiar Type Ib Supernova 2006jc : A WCO Wolf-Rayet Star Explosion2008

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, N., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 687

      ページ: 1208-1219

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GALEX Spectroscopy of SN 2005ay Suggests Ultraviolet Spectral Uniformity among Type II-P Supernovae2008

    • 著者名/発表者名
      Gal-Yam, A., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 685

      ページ: 117-120

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Empirical Abundance Scaling Laws and Implications for the Gamma Process in Core-Collapse Supernovae2008

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa, T., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 685

      ページ: 1089-1102

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Early Formation of Dust in the Ejecta of Type Ib SN 2006jc and Temperature and Mass of the Dust2008

    • 著者名/発表者名
      Nozawa, T., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 684

      ページ: 1343-1350

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Metamorphosis of Supernova SN 2008D/XRF 080109 : A Link Between Supernovae and GRBs/Hypernovae2008

    • 著者名/発表者名
      Mazzali, P.A., et al
    • 雑誌名

      Science 321

      ページ: 1185-1188

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Delay-Time Distribution of Type Ia Supernovae and the Single-Degenerate Model2008

    • 著者名/発表者名
      Hachisu, I., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 683

      ページ: 127-130

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Evolution of the Peculiar Type Ia Supernova SN 2005hk over 400 Days2008

    • 著者名/発表者名
      Sahu, D.K., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 680

      ページ: 580-592

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Young and Massive Binary Progenitors of Type Ia Supernovae and Their Circumstellar Matter2008

    • 著者名/発表者名
      Hachisu, I., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 679

      ページ: 1390-1404

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical Abundances of the Secondary Star in the Black Hole X-Ray Binary XTE J1118+4802008

    • 著者名/発表者名
      Hernandez, J.I.G., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 679

      ページ: 732-745

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Outermost Ejecta of Type Ia Supernovae2008

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 677

      ページ: 448-460

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asphericity in Supernova Explosions from Late-Time Spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      Maeda, K., et al
    • 雑誌名

      Science 319

      ページ: 1220-1123

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The broad-lined Type Ic supernova 2003jd2008

    • 著者名/発表者名
      Valenti, S., et al
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 383

      ページ: 1485-1500

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] How Much 56Ni Can Be Produced in Core-Collapse Supernovae? Evolution and Explosions of 30-100 Msolar Stars2008

    • 著者名/発表者名
      Umeda, H., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 673

      ページ: 1014-1022

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The r-Process in Supersonic Neutrino-driven Winds : The Role of the Wind Termination Shock2008

    • 著者名/発表者名
      Kuroda, T., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 672

      ページ: 1068-1078

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] &nu-Process Nucleosynthesis in Population III Core-Collapse Supernovae2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, T., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 672

      ページ: 1043-1053

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Peculiar Type Ib Supernova 2006jc : A WCO Wolf-Rayet Star Explosion2008

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, N., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Vol.687

      ページ: 1208-1219

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The r-Process in Supersonic Neutrino-driven Winds : The Role of the Wind Termination Shock2008

    • 著者名/発表者名
      Kuroda, T., Wanajo, S., Nomoto
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 672

      ページ: 1068-1078

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical Spectropolarimetry and Asphericity of the Type Ic SN 2007gr2008

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M., Kawabata, K. S., Nomoto, K.
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 689

      ページ: 1191-1198

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Peculiar Type Ib Supernova 2006jc : A WCO Wolf-Rayet Star Explosion2008

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, N., Suzuki, T., Nomot
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 687

      ページ: 1208-1219

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multidimensional Simulations for Early-Phase Spectra of Aspherical Hypernovae : SN 1998bw and Off-Axis Hypernovae2007

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 668

      ページ: 19-22

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Unique Type Ib Supernova 2005bf at Nebular Phases : A Possible Birth Event of a Strongly Magnetized Neutron Star2007

    • 著者名/発表者名
      Maeda, K., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 666

      ページ: 1069-1082

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of Dust in Primordial Supernova Remnants : Can Dust Grains Formed in the Ejecta Survive and Be Injected into the Early Interstellar Medium2007

    • 著者名/発表者名
      Nozawa, T., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 666

      ページ: 955-966

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal Stability of White Dwarfs Accreting Hydrogen-rich Matter and Progenitors of Type Ia Supernovae2007

    • 著者名/発表者名
      Nomoto, K., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 663

      ページ: 1269-1276

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supernovae : Answers and questions2007

    • 著者名/発表者名
      Branch, D., et al
    • 雑誌名

      Nature 447

      ページ: 393-394

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectroscopic Studies of Extremely Metal-poor Stars with the Subaru High-Dispersion Spectrograph.IV.The &alpha-Element-Enhanced Metal-poor Star BS 16934-0022007

    • 著者名/発表者名
      Aoki, W., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 660

      ページ: 747-761

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supernova Nucleosynthesis in Population III 13-50 Msolar Stars and Abundance Patterns of Extremely Metal-poor Stars2007

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, N., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 660

      ページ: 516-540

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SN 2006aj Associated with XRF 060218 at Late Phases : Nucleosynthesis Signature of a Neutron Star-driven Explosion2007

    • 著者名/発表者名
      Maeda, K., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 658

      ページ: 5-8

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Connection between Gamma-Ray Bursts and Extremely Metal-poor Stars : Black Hole-forming Supernovae with Relativistic Jets2007

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, N., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 657

      ページ: 77-80

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diversity of the GRB-Supernova Connection : X-Ray-Flash SNe and Non-SN GRBs2007

    • 著者名/発表者名
      Nomoto, K., et al
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics Supplement 169

      ページ: 7-11

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multidimensional Simulations for Early-Phase Spectra of Aspherical Hypernovae : SN 1998bw and Off-Axis Hypernovae2007

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Vol.668

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] SN 2006aj Associated with XRF 060218 at Late Phases : Nucleosynthesis Signature of a Neutron Star-driven Explosion2007

    • 著者名/発表者名
      Maeda, K., et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Vol.658

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] How the Elements are Synthesized in the Universe-Supernova Explosions and Cosmic Chemical Evolution-2007

    • 著者名/発表者名
      Nomoto, K.
    • 雑誌名

      Iwanami Publishing Company

      ページ: 144-144

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Thermal Stability of White Dwarfs Accreting Hydrogen-rich Matter and Progenitors of Type Ia Supernovae2007

    • 著者名/発表者名
      Nomoto, K., et. al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal 663

      ページ: 1269-1276

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  • [雑誌論文] The Connection between Gamma-Ray Bursts and Extremely Metal-Poor Stars: Black-Hole forming Supernovae with Relativistic Jets2007

    • 著者名/発表者名
      Tominaga, N., et. al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal 657

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    • 著者名/発表者名
      Tominaga, N., et. al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal 660

      ページ: 516-541

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    • 年月日
      2008-09-13
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    • 年月日
      2008-09-12
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    • 年月日
      2008-03-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] WC Wolf-Rayet 星の超新星爆発:Ib型超新星SN 2006jc2008

    • 著者名/発表者名
      冨永望
    • 学会等名
      日本天文学会2008年春季年会
    • 発表場所
      国立オリンピック記念青少年総合センター
    • 年月日
      2008-03-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Accretionにより質量が増加する巨大質量星の進化2007

    • 著者名/発表者名
      大久保琢也
    • 学会等名
      日本天文学会2007年秋季年会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 超新星爆発における多次元モンテカルロ輻射輸送2007

    • 著者名/発表者名
      田中雅臣
    • 学会等名
      日本天文学会2007年秋季年会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 種族III超新星における元素合成と金属欠乏星2007

    • 著者名/発表者名
      冨永望
    • 学会等名
      日本天文学会2007年秋季年会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 宇宙初期における超新星爆発2007

    • 著者名/発表者名
      野本憲一
    • 学会等名
      日本天文学会2007年秋季年会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Supernova Explosions in Early Universe2007

    • 著者名/発表者名
      Nomoto, K.
    • 学会等名
      Meeting of Japan Astronomical Society
    • 発表場所
      Gifu University
    • 年月日
      2007-09-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 重力崩壊型超新星が放出する56Niの最大量とSN2006の正体2007

    • 著者名/発表者名
      梅田秀之
    • 学会等名
      日本天文学会2007年秋季年会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] 元素はいかにつくられたか~超新星爆発と宇宙の化学進化~2007

    • 著者名/発表者名
      野本憲一
    • 総ページ数
      144
    • 出版者
      岩波書店
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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