| 研究課題/領域番号 |
22K03676
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分16010:天文学関連
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| 研究機関 | 鹿児島大学 |
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研究代表者 |
山中 雅之 鹿児島大学, 理工学研究科, 特任助教 (50645512)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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| キーワード | 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 / かなた望遠鏡 / せいめい望遠鏡 / 光学赤外線天文学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
Ia型超新星の観測により宇宙加速膨張が示唆されるなど重要な発見があった。しかしながら、その爆発前の星（親星）の正体は40年間未解決のままである。チャンドラセカール限界質量付近に到達した白色矮星の熱核暴走反応型爆発と考えられている。一方で、21世紀になりスーパーチャンドラセカール質量超新星(SC超新星)が見つかり、爆発・親星モデルの理論的な枠組みに拡張が求められるなど大きなインパクトが与えられた。本研究課題においては、機動的運用が可能な中小口径望遠鏡による観測でSC超新星を説明するモデルの検証を進める。
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| 研究実績の概要 |
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。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
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。
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| 今後の研究の推進方策 |
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。
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