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2019 年度 実績報告書

超新星から迫る大質量星の終末進化:最期の100年から最終末期1年へ

研究課題

研究課題/領域番号 17H02864
研究機関京都大学

研究代表者

前田 啓一  京都大学, 理学研究科, 准教授 (00503880)

研究分担者 諏訪 雄大  京都産業大学, 理学部, 准教授 (40610811)
勝田 哲  埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (50611034)
守屋 尭  国立天文台, 理論研究部, 助教 (90779547)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード理論天文学 / 光赤外天文学 / 多波長天文学 / 超新星爆発 / 恒星進化
研究実績の概要

天文学の基盤をなす恒星進化研究に変革の時が訪れている。大質量星の生涯最期の爆発である超新星の観測を通し、大質量星の多くが終末期最後の100年の間に劇的な進化を遂げるという新描像が確立されつつある。超新星爆発機構の理論研究からは、さらに短い時間スケールで起こる、動的・突発的現象を含んだ進化過程の重要性が認識されつつある。本課題では、異なる分野の専門家の協力のもと、以下を遂行する。(1)爆発直後の観測から恒星最期の一年に迫る。(2)超新星爆発機構の理論から恒星最期の一年に迫る。(3)親星、質量放出、超新星の相互の関係の確立による恒星終末期の包括的理解。
(1)に関して、理論・観測的に様々な進展があった。爆発直後の電波放射の理論計算を査読論文に発表し、特にミリ波放射が超新星近傍の星周物質(爆発直前の活動性により放出された物質)の良いトレースとなることを示し(前田)、ALMA望遠鏡による爆発直後の超新星の観測を遂行した(PI:前田)。
(2)に関して、2018年度に発表した超新星元素合成の現象論的モデルをさらに発展させ、様々な元素組成を用いた爆発機構への新しい制限を見出した(前田)。超新星爆発の際に放出されるニュートリノの性質について、様々な検討を行った(諏訪)。爆発機構の理解を目指し超新星残骸のX線観測を推進した(勝田)。
(3)に関して、準静的状況を仮定しない力学的な恒星進化計算を行い、大質量星の最終末期数年におけるコアからの余剰エネルギー放出に対する外層の反応を明らかにした。
ほかにも、大質量星を起源とすると考えられてきた超高輝度超新星について、少なくとも一例がIa型超新星期限であることを解明するなど(前田)、様々な超新星に関して観測および理論モデル構築を行った(前田・守屋)。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (42件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (25件) (うち国際共著 11件、 査読あり 25件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 8件、 招待講演 6件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] California Institute of Technology/Steward Observatory/University of Colorado(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      California Institute of Technology/Steward Observatory/University of Colorado
    • 他の機関数
      2
  • [国際共同研究] MPA/MPE(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      MPA/MPE
  • [国際共同研究] Stockholm University/KTH Royal Institute of Technology(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      Stockholm University/KTH Royal Institute of Technology
  • [国際共同研究] Macquarie University/Monash University(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      Macquarie University/Monash University
  • [国際共同研究] University of Amsterdam(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      University of Amsterdam
  • [雑誌論文] Properties of gamma-ray decay lines in 3D core-collapse supernova models, with application to SN 1987A and Cas A2020

    • 著者名/発表者名
      Jerkstrand A、Wongwathanarat A、Janka H-T、Gabler M、Alp D、Diehl R、Maeda K、Larsson J、Fransson C、Menon A、Heger A
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 494 ページ: 2471~2497

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/mnras/staa736

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The HSC-SSP Transient Survey: Implications from Early Photometry and Rise Time of Normal Type Ia Supernovae2020

    • 著者名/発表者名
      Jiang Ji-an、Yasuda Naoki、Maeda Keiichi、Doi Mamoru、Shigeyama Toshikazu、Tominaga Nozomu、Tanaka Masaomi、Moriya Takashi J.、Takahashi Ichiro、Suzuki Nao、Morokuma Tomoki、Nomoto Ken’ichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 892 ページ: 25 (13 pages)

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab76cb

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid Transients Originating from Thermonuclear Explosions in Helium White Dwarf Tidal Disruption Events2020

    • 著者名/発表者名
      Kawana Kojiro、Maeda Keiichi、Yoshida Naoki、Tanikawa Ataru
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 890 ページ: L26 (9 pages)

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab7209

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A type Ia supernova at the heart of superluminous transient SN 2006gy2020

    • 著者名/発表者名
      Jerkstrand Anders、Maeda Keiichi、Kawabata Koji S.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 367 ページ: 415~418

    • DOI

      https://doi.org/10.1126/science.aaw1469

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Inverse First Ionization Potential Effects in Giant Solar Flares Found from Earth X-Ray Albedo with Suzaku/XIS2020

    • 著者名/発表者名
      Katsuda Satoru、Ohno Masanori、Mori Koji、et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 891 ページ: 126 (19 pages)

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab7207

    • 査読あり
  • [雑誌論文] First detection of X-ray line emission from Type IIn supernova 1978K with XMM-Newton’s RGS2020

    • 著者名/発表者名
      Chiba Yuki、Katsuda Satoru、Yoshida Takashi、Takahashi Koh、Umeda Hideyuki
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/pasj/psz148

    • 査読あり
  • [雑誌論文] iPTF14hls as a variable hyper-wind from a very massive star2020

    • 著者名/発表者名
      Moriya Takashi J、Mazzali Paolo A、Pian Elena
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 491 ページ: 1384~1390

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/mnras/stz3122

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Supernova 2014C: Ongoing Interaction with Extended Circumstellar Material with Silicate Dust2019

    • 著者名/発表者名
      Tinyanont Samaporn、Lau Ryan M.、Kasliwal Mansi M.、Maeda Keiichi、Smith Nathan、Fox Ori D.、Gehrz Robert D.、De Kishalay、Jencson Jacob、Bally John、Masci Frank
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 887 ページ: 75 (15 pages)

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab521b

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Properties of the post-inspiral common envelope ejecta ? I. Dynamical and thermal evolution2019

    • 著者名/発表者名
      Iaconi Roberto、Maeda Keiichi、De?Marco Orsola、Nozawa Takaya、Reichardt Thomas
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 489 ページ: 3334~3350

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/mnras/stz2312

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nucleosynthesis Constraints on the Energy Growth Timescale of a Core-collapse Supernova Explosion2019

    • 著者名/発表者名
      Sawada Ryo、Maeda Keiichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 886 ページ: 47 (13 pages)

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab4da3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Double-detonation Models for Type Ia Supernovae: Trigger of Detonation in Companion White Dwarfs and Signatures of Companions’ Stripped-off Materials2019

    • 著者名/発表者名
      Tanikawa Ataru、Nomoto Ken’ichi、Nakasato Naohito、Maeda Keiichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 885 ページ: 103 (19 pages)

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab46b6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possible Contribution of Magnetized White Dwarf Binaries to Type Ia Supernova Populations2019

    • 著者名/発表者名
      Ablimit Iminhaji、Maeda Keiichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 885 ページ: 99 (7 pages)

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab4814

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radio Emission from Supernovae in the Very Early Phase: Implications for the Dynamical Mass Loss of Massive Stars2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka Tomoki、Maeda Keiichi、Lee Shiu-Hang、Yasuda Haruo
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 885 ページ: 41 (11 pages)

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab4421

    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-Ray and Gamma-Ray Emission from Core-collapse Supernovae: Comparison of Three-dimensional Neutrino-driven Explosions with SN 1987A2019

    • 著者名/発表者名
      Alp Dennis、Larsson Josefin、Maeda Keiichi、Fransson Claes、Wongwathanarat Annop、Gabler Michael、Janka Hans-Thomas、Jerkstrand Anders、Heger Alexander、Menon Athira
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 882 ページ: 22 (19 pages)

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab3395

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Constraining Massive Star Activities in the Final Years through Properties of Supernovae and Their Progenitors2019

    • 著者名/発表者名
      Ouchi Ryoma、Maeda Keiichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 877 ページ: 92 (13 pages)

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab1a37

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kompaneets equation for neutrinos: Application to neutrino heating in supernova explosions2019

    • 著者名/発表者名
      Suwa Yudai、Tahara Hiroaki W H、Komatsu Eiichiro
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 8 ページ: 083E04 (14 pp)

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/ptep/ptz087

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Observing Supernova Neutrino Light Curves with Super-Kamiokande: Expected Event Number over 10 s2019

    • 著者名/発表者名
      Suwa Yudai、Sumiyoshi Kohsuke、Nakazato Ken’ichiro、Takahira Yasufumi、Koshio Yusuke、Mori Masamitsu、Wendell Roger A.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 881 ページ: 139 (12 pages)

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab2e05

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Searches for Population III pair-instability supernovae: Impact of gravitational lensing magnification2019

    • 著者名/発表者名
      Wong Kenneth C、Moriya Takashi J、Oguri Masamune、Hilbert Stefan、Koyama Yusei、Nomoto Ken’ichi
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 71 ページ: 60 (9 pages)

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/pasj/psz037

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Searches for Population III pair-instability supernovae: Predictions for ULTIMATE-Subaru and WFIRST2019

    • 著者名/発表者名
      Moriya Takashi J、Wong Kenneth C、Koyama Yusei、Tanaka Masaomi、Oguri Masamune、Hilbert Stefan、Nomoto Ken’ichi
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 71 ページ: 59 (10 pages)

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/pasj/psz035

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Three-dimensional Hydrodynamic Simulations of Supernova Ejecta with a Central Energy Source2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Akihiro、Maeda Keiichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 880 ページ: 150 (14 pages)

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab2ad3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] SN 2017czd: A Rapidly Evolving Supernova from a Weak Explosion of a Type IIb Supernova Progenitor2019

    • 著者名/発表者名
      Nakaoka Tatsuya、Moriya Takashi J.、Tanaka Masaomi、Yamanaka Masayuki、Kawabata Koji S.、Maeda Keiichi、Kawabata Miho、Kawahara Naoki、Itagaki Koichi、Ouchi Ryoma、Blinnikov Sergei I.、Tominaga Nozomu、Uemura Makoto
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 875 ページ: 76 (11 pages)

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab0dfe

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supernova Ejecta Interacting with a Circumstellar Disk. I. Two-dimensional Radiation-hydrodynamic Simulations2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Akihiro、Moriya Takashi J.、Takiwaki Tomoya
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 887 ページ: 249 (27 pages)

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab5a83

    • 査読あり
  • [雑誌論文] VTC J095517.5?+?690813: A radio transient from the accretion-induced collapse of a white dwarf?2019

    • 著者名/発表者名
      Moriya Takashi J
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 490 ページ: 1166~1170

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/mnras/stz2627

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Circumstellar properties of Type?Ia supernovae from the helium star donor channel2019

    • 著者名/発表者名
      Moriya Takashi J、Liu Dongdong、Wang Bo、Liu Zheng-Wei
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 488 ページ: 3949~3956

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/mnras/stz1908

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fallback Accretion-powered Supernova Light Curves Based on a Neutrino-driven Explosion Simulation of a 40 M ? Star2019

    • 著者名/発表者名
      Moriya Takashi J.、Muller Bernhard、Chan Conrad、Heger Alexander、Blinnikov Sergei I.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 880 ページ: 21 (7 pages)

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab2643

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Observational Properties of Ultra Stripped Envelope Supernovae2020

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Maeda
    • 学会等名
      GW Genesis: Third Annual Area Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] spectral and polarization signals from stripped-envelope supernovae2019

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Maeda
    • 学会等名
      TDLI Workshop on The Radiating Universe in the Era of Multi-Messenger Astrophysics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Diversity of SNe Ia in the Rising Phase2019

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Maeda
    • 学会等名
      Progenitors of Type Ia Supernovae
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Constraining the explosions and progenitors of type la supernovae2019

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Maeda
    • 学会等名
      ESO 2019 Workshop: The extragalactic explosive Universe: the new era of transient surveys and data-driven discovery
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Properties of stripped envelope supernovae2019

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Maeda
    • 学会等名
      YITP long-term workshop Multi-Messenger Astrophysics in the Gravitational Wave Era
    • 国際学会
  • [学会発表] SN and Stellar Physics at Kyoto, and the Seimei Telescope2019

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Maeda
    • 学会等名
      Time-domain astronomy workshop 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] SN 2017iuk associated with GRB171205A2019

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Maeda
    • 学会等名
      Collaborative Meeting on Supernova Remnants between Japan and USA
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optical/Radio View on Supernovae Surrounded by Dense Circumstellar Media: A Possible Counterpart of High Energy Transients2019

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Maeda
    • 学会等名
      The extreme Universe viewed in very-high-energy gamma rays 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 宇宙で最も明るい爆発現象の謎を解明

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2019/200124_2.html

  • [備考] Origins of the 'Superluminous Supernovae'

    • URL

      https://www.kyoto-u.ac.jp/en/research/research_results/2019/200124_2.html

  • [備考] 宇宙で最も明るい爆発現象の謎が明らかに

    • URL

      https://www.hiroshima-u.ac.jp/news/55934

  • [備考] Progress in understanding the brightest...

    • URL

      https://www.mpa-garching.mpg.de/797272/news20200124

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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