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Rプロセス元素の起源の超新星爆発シミュレーションに基づく解明

公募研究

研究領域素核宇宙融合による計算科学に基づいた重層的物質構造の解明
研究課題/領域番号 23105705
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
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)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード超新星 / 中性子星 / 元素合成 / rプロセス / ニュートリノ / rプロセス
研究実績の概要

rプロセス元素の起源の解明は、宇宙物理学における現在の最重要課題の一つとして位置づけられている。現在、超新星爆発の際のニュートリノ加熱物質流(ニュートリノ風)がrプロセス元素の起源の最有力候補と考えられている。しかしながら、これまでのニュートリノ風の研究では、rプロセスに必要な物理条件が実現されていなかった。本研究では、超新星および中性子星合体のニュートリノ風の半解析解および数値流体シミュレーションの結果に原子核反応ネットワーク計算を適用するという数値計算を遂行し、その結果を太陽系や金属欠乏星のrプロセス組成と比較することにより、rプロセス元素の起源を解明することを目標とした。
平成24年度は、太陽の9倍の質量を持つ星が電子捕獲により重力崩壊するモデルを中心的に研究した。爆発に伴う光度曲線の計算により、かに星雲を作った1054年の超新星の観測記録を再現することができた。研究協力者の協力により、2次元の超新星爆発モデルの計算を実行することにより、中性子星の表面で対流による中性子過剰度の非一様性が1次元モデルより大きいことを示すことができた。その効果によりrプロセス元素がより多く生成されることが示唆される。太陽系のrプロセス元素の組成と比較すると、まだweak rプロセス元素の生成にとどまっている。しかしながら、3次元モデルでは、対流の効果がより大きく、strong rプロセス元素の生成も可能となる示唆を得ることができた。さらには、これまで起源の明らかでなかった48Ca が生成される可能性も明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A Binary Progenitor for the Type IIb Supernova 2011dh in M512013

    • 著者名/発表者名
      O. G. Benvenuto, M. C. Bersten, K. Nomoto
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

      巻: 762 号: 2 ページ: 74-74

    • DOI

      10.1088/0004-637x/762/2/74

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional Explosion Geometry of Stripped-envelope Core-collapse Supernovae. I. Spectropolarimetric Observations2012

    • 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

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Type IIb Supernova 2011dh from a Supergiant Progenitor2012

    • 著者名/発表者名
      M. C. Bersten, O. G. Benvenuto, K. Nomoto, M. Ergon, G. Folatelli, J. Sollerman, S. Benetti, M. T. Botticella, M. Fraser, R. Kotak, K. Maeda, P. Ochner, L. Tomasella
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

      巻: 757 号: 1 ページ: 31-40

    • DOI

      10.1088/0004-637x/757/1/31

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gamma-Ray Bursts and Magnetar-forming Supernovae2011

    • 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

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical studies of SN 2009jf : a Type Ib supernova with an extremely slow decline and aspherical signature2011

    • 著者名/発表者名
      Sahu, D.K., Anupama, G.C., Nomoto, K.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of Royal Astronomical Society

      巻: 413 ページ: 2583-2594

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical Enrichment in the Carbon-enhanced Damped Ly-alpha System by Population III Supernovae2011

    • 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

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Recent Developments in Supernova Models2013

    • 著者名/発表者名
      K. Nomoto
    • 学会等名
      IAU Symposium 296
    • 発表場所
      Raichak, India
    • 年月日
      2013-01-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Final fates of massive stars2012

    • 著者名/発表者名
      K.Nomoto
    • 学会等名
      IAU Symposium 179
    • 発表場所
      日光(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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