初代と第二世代の種族Ⅲ星への異なる質量降着が引き起こす超新星とその元素合成

• 研究課題/領域番号: 23540262
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任教授 (90110676)
• 研究分担者: 鈴木 知治 中部大学, 工学部, 准教授 (20280935)
• 研究期間 (年度): 2011-04-28 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 超新星 / 金属欠乏星 / 元素合成 / 初代星 / 矮小銀河 / 宇宙化学進化 / 宇宙初代星 / 大質量星

研究成果の概要

宇宙で最初に誕生した初代の星,すなわち重元素を含まない種族III の星には,巨大な質量のIII.１星と普通の大質量星であるIII.2とが存在することが予測されていた。本研究では,超新星の元素合成や光度曲線のモデルと観測との比較によって,種族III.1とIII.2 に対応する天体を示唆することに成功した。すなわち重元素含有量の極めて少ない星を作った初代の超新星の多くはIII.2に属するが,確証にはCaの起源の解明が必要である。また超高輝度超新星には２種類あり,光源がマグネターの場合はIII.2であるが,星周物質との衝突や放射性元素が光源の場合は,III.1の巨大質量星の爆発である可能性が大きい。

研究成果

• [雑誌論文] The Origin of Low [α/Fe] Ratios in Extremely Metal-poor Stars (2014)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, C., Ishigaki, M. N., Tominaga, N., & Nomoto, K.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 785 号: 1 ページ: 5-9
  • DOI: 10.1088/2041-8205/785/1/l5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Faint Population III Supernovae as the Origin of the Most Iron-poor Stars (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishigaki, Miho N.; Tominaga, Nozomu; Kobayashi, Chiaki; Nomoto, Ken'ichi
  • 雑誌名: Astrophysical Journal Letters 巻: 792 号: 2 ページ: 32-37
  • DOI: 10.1088/2041-8205/792/2/l32
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] iPTF13bvn: The First Evidence of a Binary Progenitor for a Type Ib Supernova (2014)
  • 著者名/発表者名: Bersten, M. C., Benvenuto, O. G., Folatelli, G., Nomoto, K. et al.
  • 雑誌名: The Astronomical Journal 巻: 148 号: 4 ページ: 68-68
  • DOI: 10.1088/0004-6256/148/4/68
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nucleosynthesis in Stars and the Chemical Enrichment of Galaxies (2013)
  • 著者名/発表者名: Nomoto, K., Kobayashi, C., Tominaga, N.
  • 雑誌名: Annual Review of Astronomy and Astrophysics 巻: 51 号: 1 ページ: 457-509
  • DOI: 10.1146/annurev-astro-082812-140956
  • 査読あり
• [雑誌論文] Supernova Explosions of Super-asymptotic Giant Branch Stars: Multicolor Light Curves of Electron-capture Supernovae (2013)
  • 著者名/発表者名: Tominaga, N., Blinnikov, S. I., Nomoto, K.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 771 号: 1 ページ: L12-L12
  • DOI: 10.1088/2041-8205/771/1/l12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Advanced Burning Stages and Fate of 8-10 Msun Stars (2013)
  • 著者名/発表者名: Jones, S., Hirschi, R., Nomoto, K.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 772
  • 査読あり
• [雑誌論文] Light-curve modelling of superluminous supernova 2006gy: collision between supernova ejecta and a dense circumstellar medium (2013)
  • 著者名/発表者名: T, J, Moriya, S, I, Blinnikov, N, Tominaga, N, Yoshida, M, Tanaka, K, Maeda, & K, Nomoto
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 428 号: 2 ページ: 1020-1035
  • DOI: 10.1093/mnras/sts075
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional Explosion Geometry of Stripped-envelope Core-collapse Supernovae. I. Spectropolarimetric Observations (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, M., Kawabata, K. S., Hattori, T., Mazzali, P. A., Aoki, K., Iye, M., Maeda, K., Nomoto, K., Pian, E., Sasaki, T., and Yamanaka, M.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 754 号: 1 ページ: 63-72
  • DOI: 10.1088/0004-637x/754/1/63
  • 査読あり
• [雑誌論文] Can the Growth of Dust Grains in Low-Metallicity Star-Forming Clouds Affect the Formation of Metal-Poor Low-Mass Stars? (2012)
  • 著者名/発表者名: Takaya Nozawa, Takashi Kozasa, Ken'ichi Nomoto
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: Vol.756 号: 2 ページ: L35-L35
  • DOI: 10.1088/2041-8205/756/2/l35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical Enrichment in the Carbon-enhanced Damped Ly-alpha System by Population III Supernovae (2011)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, C., Tominaga, N., Nomoto, K.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 730 号: 2 ページ: L14-L14
  • DOI: 10.1088/2041-8205/730/2/l14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gamma-Ray Bursts and Magnetar-forming Supernovae (2011)
  • 著者名/発表者名: Nomoto, K., Maeda, K., Tanaka, M.
  • 雑誌名: Astrophysics and Space Science 巻: 336 号: 1 ページ: 129-137
  • DOI: 10.1007/s10509-011-0658-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of Dust in the Ejecta of Type Ia Supernovae (2011)
  • 著者名/発表者名: Nozawa, Takaya; Maeda, Keiichi; Kozasa, Takashi; Tanaka, Masaomi; Nomoto, Ken'ichi; Umeda, Hideyuki
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 736 号: 1 ページ: 45-45
  • DOI: 10.1088/0004-637x/736/1/45
  • 査読あり
• [学会発表] Final Evolution of Spinning White Dwarfs (2014)
  • 著者名/発表者名: Nomoto, K
  • 学会等名: International Conference on Type Ia Supernovae
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2014-09-15 – 2014-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] Hypernova Nucleosynthesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Nomoto, K.
  • 学会等名: INT Conference 14-56w: "The r-process: status and challenges"
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
  • 招待講演
• [学会発表] Supernova Yields for Chemical Evolution Modeling (2013)
  • 著者名/発表者名: Nomoto, K.
  • 学会等名: International Astronomical Union Symposium No. 298
  • 発表場所: Lijiang, China
  • 招待講演
• [学会発表] Progenitors of Supernovae (2013)
  • 著者名/発表者名: Nomoto, K.
  • 学会等名: International Conference on Chemical Evolution in the Universe
  • 発表場所: Castiglione, Italy
  • 招待講演
• [学会発表] Recent Developments in Supernova Models (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Nomoto
  • 学会等名: IAU Symposium 296
  • 発表場所: Raichak, India
  • 招待講演
• [学会発表] First Supernovae and Gamma Ray Bursts (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nomoto
  • 学会等名: First Stars IV
  • 発表場所: Kyoto
  • 招待講演
• [学会発表] Final fates of massive stars
  • 著者名/発表者名: K. Nomoto
  • 学会等名: IAU Symposium 179(招待講演)
  • 発表場所: 日光