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2011 年度 実績報告書

宇宙初期から現在にいたる星間塵供給源としての超新星の役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20340038
研究機関北海道大学

研究代表者

小笹 隆司  北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (90263368)

研究分担者 羽部 朝男  北海道大学, 大学院・理学研究院, 教授 (90180926)
梅田 秀之  東京大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (60447357)
野沢 貴也  東京大学, 数物連携宇宙研究機構, 専任研究員 (90435975)
キーワード超新星 / 元素合成 / ダスト / 星間塵 / 星間塵 / 銀河形成進化
研究概要

(1)星間塵供給源としての超新星の役割
Ia型超新星でのダスト形成と進化計算により、Ia型超新星はダストの供給源にならないことを明らかにした。ハーシェル望遠鏡での観測により超新星1987Aでは形成された大量(0.4-0.7太陽質量)の低温ダストが存在することを明らかにした。超新星で形成されたダストによる減光曲線が赤方変移z~1の若い赤外線銀河の観測結果をよく再現することを示した。以上の結果は、従来の観測結果に反して重力崩壊型超新星でのダスト形成量は我々が構築して来たモデルで再現可能であること、および若い銀河では超新星が主要なダスト供給源であることを示唆する。また、我々の銀河の炭素質星間塵の主要な供給源と考えられている炭素過多漸近巨星分枝星のダスト形成モデルを構築し、SiCダストの形成過程を論じた。
(2)大質量星の進化過程と超新星爆発
超新星爆発時での元素合成計算を更新し、銀河の化学進化に応用しこれまで考慮されていなかった元素の同位体やフッ素は、観測結果と比較することにより宇宙での星形成史を明らかにする道具として役立つことを示した。種族IIIの巨大質量の振動不安定を論じ質量放出量を見積もった。更に回転を考慮した大質量星の進化コードを構築し重力崩壊型超新星となる下限質量近くの星の進化を論じた。
(3)ダストと銀河形成・進化への効果
超新星でのダストの形成・破壊、星間空間でのダストの破壊、ダスト表面上での水素分子形成を取り入れた銀河形成進化モデルを完成させ、破壊によるサイズ分布の進化が銀河の星形成活動に大きな影響を持つことを明らかにした。更に構築された形成進化モデルに基づき初期銀河での星形成活動と宇宙再電離時期の関係を論じた。
以上の成果は国内外の学会・研究会で発表され、その大部分は学術雑誌に掲載された。

  • 研究成果

    (40件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (23件)

  • [雑誌論文] A Search for Infrared Emission from Core-Collapse Supernova at the Transition Phase2012

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 749 ページ: 173

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of SiC Grains in Pulsation-enhanced Dust-driven Wind around Carbon-rich Asymptotic Giant Branch Stars2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuda, Y.
    • 雑誌名

      The Astrophysoical Journal

      巻: 745 ページ: 159

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vibrational Instability of Population III very massive main-sequence stars due to the ε-mechanism2012

    • 著者名/発表者名
      Sano, T.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 421 ページ: L34-L38

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dust in histrical Galactic Type Ia supernova remnants with Herschel2012

    • 著者名/発表者名
      Gomez, H.L.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 420 ページ: 3557-3573

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supernovae as Sources of Dust in the Early Universe2012

    • 著者名/発表者名
      Nozawa, T.
    • 雑誌名

      MEMORIE della Scieta Astronomica Italiana

      巻: (印刷中)

  • [雑誌論文] Progenitor for the metal-poor Type Ic Supernova 2007bi2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, T.
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: (印刷中)

  • [雑誌論文] Mass and spatial distribution of 56Ni induced by aspherical explosion of massive CO star2012

    • 著者名/発表者名
      Okita, S.
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: (印刷中)

  • [雑誌論文] The evolution of isotope ratios in the Milky Way Galaxy2011

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, C., Karakas, A. I., Umeda, H.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 414 ページ: 3231-3250

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extinction law in ultraluminous infrared galaxies at z~12011

    • 著者名/発表者名
      Shimizu, T.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 418 ページ: 625-637

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the effects of microphysical grain properties on the yields of carbonaceous dust from Type II supernovae2011

    • 著者名/発表者名
      Fallest, D.W.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 418 ページ: 571-582

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of Fluorine in the Galaxy with the υ-process2011

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, C.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 739 ページ: L57

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Herschel Detects a Massive Dust Reservioir in Supernova 1987A2011

    • 著者名/発表者名
      Matsuura, M.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 333 ページ: 1258-1261

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of Primordial Stars Powered by Dark Matter Annihilation up to the Main-Sequence Stage2011

    • 著者名/発表者名
      Hirano, S.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 736 ページ: 58

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of Dust in the Ejecta of Type Ia Supernovae2011

    • 著者名/発表者名
      Nozawa, T.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 736 ページ: 45

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Role of Dust in the Early Universe. I. Protogalaxy Evolution2011

    • 著者名/発表者名
      Yamasawa, D.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 735 ページ: 44

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supernova dust for the extinction law in a young infrared galaxies at z~12011

    • 著者名/発表者名
      Kawara, K.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 412 ページ: 1070-1080

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of A Nuclear Gas Disk and Gas Supply to the Galactic Center. I. Migration of Massive Gas Clumps2011

    • 著者名/発表者名
      Namekata, D.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 731 ページ: 57

    • 査読あり
  • [学会発表] ダストのサイズ分布進化と宇宙再電離2012

    • 著者名/発表者名
      山澤大輔
    • 学会等名
      日本天文学会2012年春季年会
    • 発表場所
      龍谷大学(京都市)
    • 年月日
      2012-03-21
  • [学会発表] 回転大質量星進化コードの開発22012

    • 著者名/発表者名
      吉田敬
    • 学会等名
      日本天文学会2012年春季年会
    • 発表場所
      龍谷大学(京都市)
    • 年月日
      2012-03-20
  • [学会発表] 9-11M_sunの恒星のコア進化2012

    • 著者名/発表者名
      高橋亘
    • 学会等名
      日本天文学会2012年春季年会
    • 発表場所
      龍谷大学(京都市)
    • 年月日
      2012-03-20
  • [学会発表] 大質量CO星の非球対称爆発2012

    • 著者名/発表者名
      大北晨平
    • 学会等名
      日本天文学会2012年春季年会
    • 発表場所
      龍谷大学(京都市)
    • 年月日
      2012-03-20
  • [学会発表] Progenitor for Type Ic Supernova 2007bi2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, T.
    • 学会等名
      IAU Symposium 279, Death of Massive Stars : Supernova & Gamma-Ray Bursts
    • 発表場所
      ホテル日光千姫物語(日光市)
    • 年月日
      2012-03-12
  • [学会発表] Evolution of stars just below the critical mass for iron core2012

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, W.
    • 学会等名
      IAU symposium 279, Death of Massive Stars : Supernova & Gamma-Ray Bursts
    • 発表場所
      ホテル日光千姫物語(日光市)
    • 年月日
      2012-03-12
  • [学会発表] Dust Formation and Evolution in Envelope-Stripped Core-Collapse Supernovae2012

    • 著者名/発表者名
      Nozawa, T.
    • 学会等名
      IAU Symposium 279, Death of Massive Stars : Supernova & Gamma-Ray Bursts
    • 発表場所
      ホテル日光千姫物語(日光市)
    • 年月日
      2012-03-12
  • [学会発表] Supernova Nucleosysnthesis as a tool for extraction information about the explosion enegy, the total neutrino energy, and the progenitor mass2012

    • 著者名/発表者名
      Izutani, N.
    • 学会等名
      IAU Symposium 279, Death of Massive Stars : Supernova & Gamma-Ray Bursts
    • 発表場所
      ホテル日光千姫物語(日光市)
    • 年月日
      2012-03-12
  • [学会発表] Mass and metallicity dependence of massive star evolution2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, T.
    • 学会等名
      Formation of Compact Objects : from the cradle to the gravel
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2012-03-07
  • [学会発表] Progenitor for the metal-poor Type Ic supernova 2007bi2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, T.
    • 学会等名
      The 11th International Symposium on Origin of Matter and Evolution of Galaxies
    • 発表場所
      理化学研究所(和光市)
    • 年月日
      2011-11-14
  • [学会発表] Mass and spatial distribution of 56Ni induced by aspherical exlosion of massive CO stars2011

    • 著者名/発表者名
      Okita, S.
    • 学会等名
      Tne 11th International Symposium on Origin of Matter and Evolution of Galaxies
    • 発表場所
      理化学研究所(和光市)
    • 年月日
      2011-11-14
  • [学会発表] Formation and Evolution of Dust in Various Types of Supernovae2011

    • 著者名/発表者名
      Nozawa, T.
    • 学会等名
      The 3rd Subaru International Conference "Galactic Archaeology" Near-field Cosmology and the Formation of The Milky Way
    • 発表場所
      ホテルラフォーレ修善寺(伊豆市)
    • 年月日
      2011-11-04
  • [学会発表] ダストのサイズ分布進化と原始銀河形成2011

    • 著者名/発表者名
      山澤大輔
    • 学会等名
      日本天文学会2011年秋季年会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島市)
    • 年月日
      2011-09-22
  • [学会発表] 宇宙論的星質量集積史に基づく早期型銀河のサイズ進化について2011

    • 著者名/発表者名
      大木平
    • 学会等名
      日本天文学会2011年秋季年会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島市)
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] 超新星ニュートリノ元素合成と重力崩壊の超新星元素分布への影響2011

    • 著者名/発表者名
      泉谷夏子
    • 学会等名
      日本天文学会2011年秋季年会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島市)
    • 年月日
      2011-09-20
  • [学会発表] 回転大質量星の進化コードの開発2011

    • 著者名/発表者名
      吉田敬
    • 学会等名
      日本天文学会2011年秋季年会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島市)
    • 年月日
      2011-09-20
  • [学会発表] The role of dust in the early universe. I. Protogalaxy evolution, II. The nature of cosmological reionization sources2011

    • 著者名/発表者名
      Yamasawa, D.
    • 学会等名
      Young and Bright : Understanding High Redshiit Structures
    • 発表場所
      The Leibniz Institute for Astrophysics (Germany)
    • 年月日
      2011-09-12
  • [学会発表] Dust Enrichment by Supernovae Explosions2011

    • 著者名/発表者名
      Nozawa, T.
    • 学会等名
      Asia Oceanian Geosciences Society 2011
    • 発表場所
      Taipei International Convension Center (Taiwan)
    • 年月日
      2011-08-10
  • [学会発表] The role of dust in the early universe2011

    • 著者名/発表者名
      Yamasawa, D.
    • 学会等名
      From Dust to Galaxies
    • 発表場所
      Institut d'Astrophysique de Paris (France)
    • 年月日
      2011-06-30
  • [学会発表] Supernvae as Sources of Interstellar Dust2011

    • 著者名/発表者名
      Nozawa, T.
    • 学会等名
      4th Southern Cross Astrophysics Conference Series : Supernovae and their Host Galaxies
    • 発表場所
      Australian National Maritime Museum (Australia)(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-21
  • [学会発表] Nucleosynthesis of Hight-Entropy Hot-Bubbles of Sne and Abundance Patterns of Extremely Metal-Poor Stars2011

    • 著者名/発表者名
      Izutani, N.
    • 学会等名
      Supernovae and Their Host Galaxies
    • 発表場所
      Australian National Maritime Museum (Australia)
    • 年月日
      2011-06-20
  • [学会発表] Dry Minor Mergers and Size Evolution of Eariy-type Galaxies in High Density Environments2011

    • 著者名/発表者名
      Oogi, T.
    • 学会等名
      Advances in Computational Astrophysics : methods, tools, and outcomes
    • 発表場所
      Cefalu' Town Hall (Italy)
    • 年月日
      2011-06-17
  • [学会発表] Supernovae as Sources of Dust in the Early Universe2011

    • 著者名/発表者名
      Nozawa, T.
    • 学会等名
      Frascati Workshop 2011 : Multifrequency Behavior of High Energv Cosmic Sources
    • 発表場所
      Holian Hotel (Italy)(招待講演)
    • 年月日
      2011-05-23

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公開日: 2013-06-26  

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