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2018 年度 実施状況報告書

超新星から明らかにする大質量星の爆発直前の未知の質量放出機構

研究課題

研究課題/領域番号 18K13585
研究機関国立天文台

研究代表者

守屋 尭  国立天文台, 理論研究部, 助教 (90779547)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード超新星爆発 / 恒星進化
研究実績の概要

今年度はまず、様々な星周構造を仮定した際に超新星のごく初期の明るさの変化にどのような違いが系統的に現れるかを1次元球対称輻射流体力学コードSTELLAを用いて数値的に明らかにした。具体的には、親星の質量放出率や、恒星風加速の違いによって生じる星周構造の違い、さらに超新星爆発エネルギーの違いを考慮した約500通りのモデルを構築することに成功した。この結果、質量放出率や恒星風加速の影響で星周物質密度が高くなることにより、(1)初期の光度曲線がより明るくなること、(2)初期の光度曲線の立ち上がりの時間スケールが非常に短くなること、(3)初期の光度曲線が青くなることが判明した。このモデルを、チリのブランコ望遠鏡に搭載されたDECamによる爆発直後の超新星を観測するサーベイでとらえられた26個の爆発直後の超新星光度曲線と統計的手法を用いて比較した。この結果、26個のうち24個の超新星において高密度星周物質が存在していることが判明し、質量放出率が年間0.001太陽質量以上であることが判明した。また、恒星風の加速機構の違いにより生じる星周物質の密度構造にもある程度制限を与えることができた。残りの2個の超新星では標準的な恒星進化論の予言する程度の質量放出率を親星が持つと考えて問題なかった。より明るい超新星の方がより観測されやすいというバイアスを考慮に入れても、80%程度の超新星において爆発直前の超新星親星の質量放出率が年間0.001太陽質量以上になっていることを明らかにした。

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

はじめに行う計画であった1次元球対称を仮定した場合のモデルの構築を完了した。また、構築したモデルと観測との比較を行うことにより、爆発直後の超新星親星の星周構造を明らかにできた。

今後の研究の推進方策

はじめに行う予定であった1次元球対称を仮定した場合のモデル構築と観測との比較は完了した。次に行う予定であった、星周物質の多次元構造を考慮したモデル作りに取り掛かる。多次元輻射流体力学コードを用いて、双極形やトーラス形といった多次元構造を星周物質が持つ場合に1次元球対称を仮定したこれまでのモデルと比べてどのような違いが生じるかを明らかにし、観測にその兆候がないかを調べる。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 8件、 査読あり 10件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A Long-duration Luminous Type IIn Supernova KISS15s: Strong Recombination Lines from the Inhomogeneous Ejecta?CSM Interaction Region and Hot Dust Emission from Newly Formed Dust2019

    • 著者名/発表者名
      Kokubo Mitsuru、Mitsuda Kazuma、Morokuma Tomoki、Tominaga Nozomu、Tanaka Masaomi、Moriya Takashi J.、Yoachim Peter、Ivezi? ?eljko、Sako Shigeyuki、Doi Mamoru
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 872 ページ: 135~135

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aaff6b

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Type IIP supernova light curves affected by the acceleration of red supergiant winds2018

    • 著者名/発表者名
      Moriya Takashi J、Forster Francisco、Yoon Sung-Chul、Grafener Gotz、Blinnikov Sergei I
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 476 ページ: 2840~2851

    • DOI

      10.1093/mnras/sty475

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Related Progenitor Models for Long-duration Gamma-Ray Bursts and Type Ic Superluminous Supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Aguilera-Dena David R.、Langer Norbert、Moriya Takashi J.、Schootemeijer Abel
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 858 ページ: 115~115

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aabfc1

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Low-luminosity Type IIP Supernova 2016bkv with Early-phase Circumstellar Interaction2018

    • 著者名/発表者名
      Nakaoka T.、Kawabata K.S.、Maeda K.、Tanaka M.、Yamanaka M.、Moriya T.J.、Tominaga N.、Morokuma T.、Takaki K.、Kawabata M.、Kawahara N.、Itoh R.、Shiki K.、Mori H.、Hirochi J.、Abe T.、Uemura M.、Yoshida M.、Akitaya H.、Moritani Y.、Ueno I.、Urano T.、Isogai M.、Hanayama H.、Nagayama T.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 859 ページ: 78~78

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aabee7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Progenitor Mass Distribution of Core-collapse Supernova Remnants in Our Galaxy and Magellanic Clouds Based on Elemental Abundances2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuda Satoru、Takiwaki Tomoya、Tominaga Nozomu、Moriya Takashi J.、Nakamura Ko
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 863 ページ: 127~127

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aad2d8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The delay of shock breakout due to circumstellar material evident in most type II supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Forster F.、Moriya T.J.、Maureira J.C.、Anderson J.P.、Blinnikov S.、et al.
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: 2 ページ: 808~818

    • DOI

      10.1038/s41550-018-0563-4

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A hot and fast ultra-stripped supernova that likely formed a compact neutron star binary2018

    • 著者名/発表者名
      De K.、Kasliwal M. M.、Ofek E. O.、Moriya T. J.、Burke J.、Cao Y.、et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 362 ページ: 201~206

    • DOI

      10.1126/science.aas8693

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] SN 2017ens: The Metamorphosis of a Luminous Broadlined Type Ic Supernova into an SN IIn2018

    • 著者名/発表者名
      Chen T.-W.、Inserra C.、Fraser M.、Moriya T. J.、Schady P.、et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 867 ページ: L31~L31

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aaeb2e

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Systematic Investigation of the Fallback Accretion-powered Model for Hydrogen-poor Superluminous Supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Moriya Takashi J.、Nicholl Matt、Guillochon James
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 867 ページ: 113~113

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aae53d

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Systematic study of magnetar-powered hydrogen-rich supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Orellana Mariana、Bersten Melina C.、Moriya Takashi J.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 619 ページ: A145~A145

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201832661

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Superluminous supernovae and their origin2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Moriya
    • 学会等名
      Massive stars and supernovae
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] HSC SSP transient survey2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Moriya
    • 学会等名
      Formation and evolution of SMBHs revealed by 'Wide field', 'Multi-wavelength', and 'Transient' surveys with HSC
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Observational properties of ultra-stripped envelope supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Moriya
    • 学会等名
      Shocking Supernovae: surrounding interactions and unusual events
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Subaru high-redshift supernova survey2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Moriya
    • 学会等名
      South American Supernovae
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Probing high-redshift transients with Subaru/Hyper Suprime-Cam and TMT2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Moriya
    • 学会等名
      TMT Science Forum 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] High-redshift supernova survey with Subaru/Hyper Suprime-Cam2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Moriya
    • 学会等名
      Chile-Japan Academic Forum 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 超新星爆発の標準理論と標準外の超新星2018

    • 著者名/発表者名
      守屋尭
    • 学会等名
      第31回 理論懇シンポジウム「宇宙物理の標準理論:未来へ向けての再考」
    • 招待講演
  • [学会発表] 超高輝度超新星のフォールバック降着モデルの系統的調査2018

    • 著者名/発表者名
      守屋 尭, M. Nicholl, J. Guillochon
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
  • [備考] 明らかになった大質量星の最期の姿 ― 厚いガスに包まれた星の終焉

    • URL

      https://www.nao.ac.jp/news/science/2018/20180904-sbo.html

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公開日: 2019-12-27  

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