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2022 年度 研究成果報告書

実験室宇宙物理の開拓によるIa型超新星残骸研究の革新

研究課題

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研究課題/領域番号 19H00704
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分16:天文学およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

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)

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)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードX線天文学 / 超新星 / 原子物理学 / 多価イオン
研究成果の概要

Ia型超新星残骸3C 397の観測から、極めて高いTi/FeおよびCr/Fe比が得られ、この天体の親星である白色矮星の爆発直前の中心密度が理論的に標準とされる値と比べて約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。さらに、観測結果の信頼性向上を目的に、鉄族元素の蛍光輝線の原子データを取得するための実験装置「電子ビームイオントラップ(EBIT)」 を製作し、大型放射光施設SPring-8にて多価イオンの分光実験を実施した。

自由記述の分野

宇宙物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

Ia型超新星は、遠方銀河までの距離を測る「ものさし(標準光源)」として利用され、宇宙の加速膨張の発見(2011年のノーベル物理学賞)をもたらしている。本研究は、超新星残骸に含まれる鉄族元素の質量比に着目する新手法によって、爆発前の白色矮星の中心密度の決定に初めて成功した。その結果は、本研究で観測した超新星残骸の親星が、標準的ではないIa型超新星爆発を起こしたことを強く示唆する。つまりIa型超新星にも多様性があり、標準光源として利用するためには、その選別が必要であることを示す。今後の研究によって多様性に関する理解がより進むことで、宇宙膨張史の詳細が紐解かれると期待される。

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公開日: 2024-01-30  

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