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2023 年度 実績報告書

超新星残骸X線データの新解析手法で迫る超新星親星・爆発機構の包括的研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K03908
研究機関東京大学

研究代表者

馬場 彩  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (70392082)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード超新星残骸 / 元素合成 / 宇宙線加速 / 中性子星中性子星合体 / X線天文学 / 特性X線
研究実績の概要

星の死の際の爆発「超新星爆発」の残骸である「超新星残骸」は、星間空間に熱エネルギーや運動エネルギー、重元素や宇宙線などを供給する宇宙の多様性の源である。本研究では、超新星残骸の観測から超新星爆発の多様性に迫ることを目的としている。
本年度は、主に以下の二つのテーマに沿って研究を進めた。まず、効率の良い宇宙線加速現場がどのような環境で起こるかを調べることで、宇宙線加速が爆発環境の指標となるかを検証した。超新星残骸RCW86は加速電子からのシンクロトロン放射と密度の指標となる熱的X線放射の比率が場所ごとに違うため、比率のマップを作成してみたところ、密度が薄いところほど加速が起こりやすいことを示すことが出来た。これは、効率良い加速を見つけることで低密度領域の指標となることを示しており、爆発環境の指標となることを示している。また、我々は若いIa型超新星残骸Tychoの詳細なドップラー偏移マップを完成させた。その結果、膨張は比較的等方的ではあるものの一部は等方性が保たれていないことが分かった。また、一様な空間中の膨張だと形成されないはずの「視線方向膨張が0」の領域が広く存在することが分かった。これを説明するには、空間中に存在した濃い星周物質にぶつかったと考えるのが最も自然であることを示した。星周物質を必要としない白色矮星同士がぶつかるタイプの爆発の結果だと言われているTychoでも星周物質の兆候を発見したことで、星周物質の有無だけでは爆発タイプに言及できない可能性も出てきた。
本研究全体を通じて、特性X線のドップラー効果を用いた超新星残骸の研究は、その期限解明に有効であると同時に、これまでの観測データでは研究可能なサンプルが数天体に限られることを示した。一方、2023年9月に打ち上げたXRISM衛星ではサンプルが格段に増やせる予定で、今後の研究に期待が持てる。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件、 オープンアクセス 14件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] Tuebingen University(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Tuebingen University
  • [国際共同研究] Amsterdam University(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      Amsterdam University
  • [国際共同研究] Columbia University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Columbia University
  • [雑誌論文] Probing Shocked Ejecta in SN 1987A: A Novel Diagnostic Approach Using XRISM-Resolve2024

    • 著者名/発表者名
      Sapienza Vincenzo、Miceli Marco、Bamba Aya、Orlando Salvatore、Lee Shiu-Hang、Nagataki Shigehiro、Ono Masaomi、Katsuda Satoru、Mori Koji、Sawada Makoto、Terada Yukikatsu、Giuffrida Roberta、Bocchino Fabrizio
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 961 ページ: L9~L9

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ad16e3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Three-dimensional Velocity Diagnostics to Constrain the Type Ia Origin of Tycho's Supernova Remnant2024

    • 著者名/発表者名
      Uchida Hiroyuki、Kasuga Tomoaki、Maeda Keiichi、Lee Shiu-Hang、Tanaka Takaaki、Bamba Aya
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 962 ページ: 159~159

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ad1ff3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multiwavelength study of the galactic PeVatron candidate LHAASO J2108+51572023

    • 著者名/発表者名
      Abe S., Bamba A., et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 673 ページ: A75~A75

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202245086

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sensitivity of the Cherenkov Telescope Array to TeV photon emission from the Large Magellanic Cloud2023

    • 著者名/発表者名
      Acharyya A, Bamba A., et al.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 523 ページ: 5353~5387

    • DOI

      10.1093/mnras/stad1576

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] XMM-Newton observation of the TeV-discovered supernova remnant HESS J1534-5712023

    • 著者名/発表者名
      Nguyen-Dang N. T.、Puehlhofer G.、Sasaki M.、Bamba A.、Doroshenko V.、Santangelo A.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 679 ページ: A48~A48

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202346448

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Observations of the Crab Nebula and Pulsar with the Large-sized Telescope Prototype of the Cherenkov Telescope Array2023

    • 著者名/発表者名
      Abe H.、Bamba A., et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 956 ページ: 80~80

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ace89d

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the influence of shock-cloud interactions on the nonthermal X-ray emission from the supernova remnant RCW 862023

    • 著者名/発表者名
      Bamba Aya、Sano Hidetoshi、Yamazaki Ryo、Vink Jacco
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 75 ページ: 1344~1352

    • DOI

      10.1093/pasj/psad075

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ALMA Observations of Supernova Remnant N49 in the Large Magellanic Cloud. II. Non-LTE Analysis of Shock-heated Molecular Clouds2023

    • 著者名/発表者名
      Sano H.、Bamba A, et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 958 ページ: 53~53

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acffbe

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Star tracking for pointing determination of Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes2023

    • 著者名/発表者名
      Abe K.、Bamba A., et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 679 ページ: A90~A90

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202347128

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multiwavelength Study of Dark Globule DC 314.8-5.1: Point-source Identification and Diffuse Emission Characterization2023

    • 著者名/発表者名
      Kosmaczewski E.、Stawarz ?、Cheung C. C.、Bamba A.、Karska A.、Rocha W. R. M.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 959 ページ: 37~37

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ad077a

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Performance of the joint LST-1 and MAGIC observations evaluated with Crab Nebula data2023

    • 著者名/発表者名
      Abe H.、Bamba A., et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 680 ページ: A66~A66

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202346927

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] X-Ray Characterization of the Pulsar PSR J1849?0001 and Its Wind Nebula G32.64+0.53 Associated with TeV Sources Detected by H.E.S.S., HAWC, Tibet ASγ, and LHAASO2023

    • 著者名/発表者名
      Kim Chanho、Park Jaegeun、Woo Jooyun、Silverman Sarah、An Hongjun、Bamba Aya、Mori Kaya、Reynolds Stephen P.、Safi-Harb Samar
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 960 ページ: 78~78

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ad0ecd

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The High Energy X-ray Probe (HEX-P): supernova remnants, pulsar wind nebulae, and nuclear astrophysics2023

    • 著者名/発表者名
      Reynolds Stephen、Bamba Aya, et al.
    • 雑誌名

      Frontiers in Astronomy and Space Sciences

      巻: 10 ページ: 1321278

    • DOI

      10.3389/fspas.2023.1321278

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The high energy X-ray probe (HEX-P): Galactic PeVatrons, star clusters, superbubbles, microquasar jets, and gamma-ray binaries2023

    • 著者名/発表者名
      Mori Kaya、Bamba Aya, et al.
    • 雑誌名

      Frontiers in Astronomy and Space Sciences

      巻: 10 ページ: 1303197

    • DOI

      10.3389/fspas.2023.1303197

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 大質量高速自転白色矮星ZTFJ190132.9+145808.7はX線パルサーか2024

    • 著者名/発表者名
      馬場彩
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
  • [学会発表] Spectral break of energetic pulsar wind nebulae detected with wideband X-ray observations2023

    • 著者名/発表者名
      Aya Bamba
    • 学会等名
      PWN/PeVatron workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] X線で見る天の川銀河 - 銀河面サーベイと多波長協調2023

    • 著者名/発表者名
      馬場彩
    • 学会等名
      プラネタリウムで俯瞰する多波長全天/広域サーベイ
    • 招待講演
  • [学会発表] XRISM時代のマルチメッセンジャー天文学2023

    • 著者名/発表者名
      馬場彩
    • 学会等名
      マルチメッセンジャー天文学の展開
    • 招待講演
  • [学会発表] XRISMのサイエンス -観測的宇宙論とからめて-2023

    • 著者名/発表者名
      馬場彩
    • 学会等名
      第12回観測的宇宙論ワークショップ
    • 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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