| 研究課題/領域番号 |
19H00704
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| 研究機関 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 |
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研究代表者 |
山口 弘悦 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (00513467)
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| 研究分担者 |
辻本 匡弘 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (10528178)
山崎 典子 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (20254146)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | Ｘ線天文学 / プラズマ物理学 |
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| 研究実績の概要 |
Ia型超新星は「宇宙の標準光源」として宇宙論の研究においても重要な役割を持ちながら、未だその起源は解明されていない。本研究ではIa型超新星残骸の鉄族元素量をＸ線観測によって精密測定し、親星の最終質量と中心密度、さらには連星系の進化過程を決定する。これを実現するため、世界初となる「内殻過程の測定に特化した地上プラズマ実験」を行い、元素量決定の信頼性を向上させるための原子データを収集する。
2020年度には、上記の実験に必要となる小型の電子ビームイオントラップ(EBIT)をドイツのマックスプランク核物理学研究所(MPIK)と共同で製作するため、研究代表者らがMPIKに長期滞在することを想定していたが、COVID-19の感染拡大に伴う渡航規制のためこれを実現できなかった。そこで、2020年度の研究資金を１年間繰り越し、2021年６月からMPIKに滞在してEBITを完成させた。現時点で予定通りの性能を獲得し、順調に稼働している。
上記の通り実験計画が予定通りに進まなかったため、本研究課題の最終目標である観測研究を前倒しして遂行した。Ia型超新星残骸「3C397」のＸ線観測によって、親星の中心密度を高精度で決定し、理論的に標準とされる密度と比べて約３倍も高かったことを明らかにした。Ia型超新星やその残骸の観測を通して親星の中心密度にまで制限を与えた例は本研究が世界初である。本成果は、研究代表者が指導する大学院生を主著者とする論文として発表済みであり(Ohshiro et al. 2021, ApJL, 913, L34)、米国天文学会のウェブサイト等でもハイライトされた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
当初計画では、2020年度中に研究代表者らがMPIKに長期滞在して実験装置の製作を進める予定であったが、COVID-19の感染拡大に伴う渡航規制が長引いたため、実験計画全体が約１年遅れで進行している。したがって、2020年度の研究計画を2021年度末に全て完了させ、2021年度の研究計画を2022年度に延期する形で対応した。
一方、「研究実績の概要」で述べた通り、本研究のもう一つの目的である観測研究は予定を前倒しして遂行し、2021年度初頭の段階で、最終目的であるIa型超新星の親星中心密度の決定を実現した。
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| 今後の研究の推進方策 |
前項で述べた通り、2021年度中に行う予定であった実験研究を2022年度に延期した。具体的には、完成したEBITをSPring-8と組み合わせ、鉄族元素の内殻過程に伴う蛍光Ｘ線の波長測定を行う。得られた実験結果を学術論文として発表するとともに、原子データを公開する。また、本成果に基づき、先行させたIa型超新星残骸の観測成果の妥当性を検証する。
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