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2020 年度 実績報告書

超新星爆発直後の超早期分光観測と理論モデルで迫る、大質量星最期の10年間

研究課題

研究課題/領域番号 20H00174
研究機関京都大学

研究代表者

前田 啓一  京都大学, 理学研究科, 准教授 (00503880)

研究分担者 諏訪 雄大  東京大学, 総合文化研究科, 准教授 (40610811)
勝田 哲  埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (50611034)
松林 和也  京都大学, 理学研究科, 特定助教 (60622454)
守屋 尭  国立天文台, 科学研究部, 助教 (90779547)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード超新星 / 光赤外天文学 / 分光装置 / 理論天文学 / 恒星進化
研究実績の概要

天文学の基盤をなす恒星進化研究に変革の時が訪れている。大質量星の生涯最期の爆発である超新星の観測を通し、大質量星の少なくとも一部が終末期に劇的・動的な進化を遂げるという新描像が確立されつつある。本課題では(1)大質量星の終末期「動的」進化は普遍的なのか、(2)この未知の活動性の起源は何なのか、の解明を目的とする。
京都大学・せいめい望遠鏡の観測装置である可視3色高速撮像分光装置TriCCSへの分光機能の開発に関し、その本体となるスリット導入部の設計・製作が完了するとともに、面分光機能の設計を開始した。せいめい望遠鏡を用いた観測研究に関しても順調に進展しており、多数の超新星の観測を遂行した。
理論的研究も大きく進展している。共通外層進化の直接三次元計算(Iaconi, Maeda et al. 2020)を含む恒星進化の理論研究、ニュートリノ放射(Suwa et al. 2021)を含む超新星爆発機構の研究、超新星をはじめとする突発天体の可視放射および電波放射の理論モデル構築など、本課題を遂行する上で鍵となる理論研究の成果を多数発表した。超新星爆発直後の放射の理論研究に関しても複数の論文として発表しており(e.g., Uno & Maeda 2020, Matsuoka & Maeda 2020, Nagao, Marda, Ouchi 2020, Moriya et al. 2020)、本課題で取得中の可視および他波長観測データの解析のための準備が整った。
観測研究と理論研究においては、2020年度に17編の国際査読論文を出版した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

研究実績の概要に記したように、分光装置の開発が順調に進展、観測・理論的研究ともに順調に進展している。特に発表論文の多数を占める理論研究の成果は多岐にわたり、本課題で取得している観測データの科学解析の準備が大きく進展したと言える。

今後の研究の推進方策

引き続き、当初の予定に沿って課題を推進する。2021年度にはTriCCSスリット分光機にグリズムを搭載し、年度内に試験観測を実施することを目指す。引き続き観測を遂行するとともに、2020年度に進展した理論研究の成果に基づいた観測データの科学的解析に力を入れる。引き続き理論研究も推進する。

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 14件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Macquarie University(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      Macquarie University
  • [国際共同研究] University of Turku(フィンランド)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      University of Turku
  • [国際共同研究] Universidad Nacional de La Plata/Instituto de Astrofisica de La Plata(アルゼンチン)

    • 国名
      アルゼンチン
    • 外国機関名
      Universidad Nacional de La Plata/Instituto de Astrofisica de La Plata
  • [国際共同研究] Max-Planck-Institut fur Astrophysik(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Max-Planck-Institut fur Astrophysik
  • [国際共同研究] Stockholm University(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      Stockholm University
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      6
  • [雑誌論文] Two-dimensional Radiation-hydrodynamic Simulations of Supernova Ejecta with a Central Power Source2021

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Akihiro、Maeda Keiichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 908 ページ: 217~217

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abd54c

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Rapid Deceleration of Blast Waves Witnessed in Tycho’s Supernova Remnant2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Takaaki、Okuno Tomoyuki、Uchida Hiroyuki、Yamaguchi Hiroya、Lee Shiu-Hang、Maeda Keiichi、Williams Brian J.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 906 ページ: L3~L3

    • DOI

      10.3847/2041-8213/abd6cf

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Consistent Modeling of Neutrino-driven Wind with Accretion Flow onto a Protoneutron Star and Its Implications for <sup>56</sup>Ni Production2021

    • 著者名/発表者名
      Sawada Ryo、Suwa Yudai
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 908 ページ: 6~6

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abd476

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Constraints on the Rate of Supernovae Lasting for More Than a Year from Subaru/Hyper Suprime-Cam2021

    • 著者名/発表者名
      Moriya Takashi J.、Jiang Ji-an、Yasuda Naoki、Kokubo Mitsuru、Kawana Kojiro、Maeda Keiichi、Pan Yen-Chen、Quimby Robert M.、Suzuki Nao、Takahashi Ichiro、Tanaka Masaomi、Tominaga Nozomu、Nomoto Ken’ichi、Cooke Jeff、Galbany Llu?s、Gonz?lez-Gait?n Santiago、Lee Chien-Hsiu、Pignata Giuliano
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 908 ページ: 249~249

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abcfc0

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Early light curves of Type II supernovae interacting with a circumstellar disc2020

    • 著者名/発表者名
      Nagao T、Maeda K、Ouchi R
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 497 ページ: 5395~5404

    • DOI

      10.1093/mnras/staa2360

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Evidence of Two-component Ejecta in Supernova 2016gkg from Nebular Spectroscopy*2020

    • 著者名/発表者名
      Kuncarayakti Hanindyo、Folatelli Gaston、Maeda Keiichi、et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 902 ページ: 139~139

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abb4e7

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Properties of the post in-spiral common envelope ejecta II: dust formation2020

    • 著者名/発表者名
      Iaconi Roberto、Maeda Keiichi、Nozawa Takaya、De?Marco Orsola、Reichardt Thomas
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 497 ページ: 3166~3179

    • DOI

      10.1093/mnras/staa2169

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Radio Emission from Ultra-stripped Supernovae as Diagnostics for Properties of the Remnant Double Neutron Star Binaries2020

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka Tomoki、Maeda Keiichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 898 ページ: 158~158

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab9c1b

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Wind-driven Model: Application to Peculiar Transients AT2018cow and iPTF14hls2020

    • 著者名/発表者名
      Uno Kohki、Maeda Keiichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 897 ページ: 156~156

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab9632

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Application of The Wind-driven Model to a Sample of Tidal Disruption Events2020

    • 著者名/発表者名
      Uno Kohki、Maeda Keiichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 905 ページ: L5~L5

    • DOI

      10.3847/2041-8213/abca32

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The impact of stellar rotation on the black hole mass-gap from pair-instability supernovae2020

    • 著者名/発表者名
      Marchant Pablo、Moriya Takashi J.
    • 雑誌名

      Astronomy &amp; Astrophysics

      巻: 640 ページ: L18~L18

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202038902

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Systematic Study on the Rise Time?Peak Luminosity Relation for Bright Optical Transients Powered by Wind Shock Breakout2020

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Akihiro、Moriya Takashi J.、Takiwaki Tomoya
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 899 ページ: 56~56

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aba0ba

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Carnegie Supernova Project II2020

    • 著者名/発表者名
      Moriya T. J.、Stritzinger M. D.、Taddia F.、Morrell N.、Suntzeff N. B.、Contreras C.、Gall C.、Hjorth J.、Ashall C.、Burns C. R.、Busta L.、Campillay A.、Castell?n S.、Corco C.、Davis S.、Galbany L.、Gonz?lez C.、Holmbo S.、Hsiao E. Y.、Maund J. R.、Phillips M. M.
    • 雑誌名

      Astronomy &amp; Astrophysics

      巻: 641 ページ: A148~A148

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202038118

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Luminous supernovae associated with ultra-long gamma-ray bursts from hydrogen-free progenitors extended by pulsational pair-instability2020

    • 著者名/発表者名
      Moriya Takashi J.、Marchant Pablo、Blinnikov Sergei I.
    • 雑誌名

      Astronomy &amp; Astrophysics

      巻: 641 ページ: L10~L10

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202038903

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Systematic investigation of the effect of 56Ni mixing in the early photospheric velocity evolution of stripped-envelope supernovae2020

    • 著者名/発表者名
      Moriya Takashi J、Suzuki Akihiro、Takiwaki Tomoya、Pan Yen-Chen、Blinnikov Sergei I
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 497 ページ: 1619~1626

    • DOI

      10.1093/mnras/staa2060

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytic solutions for neutrino-light curves of core-collapse supernovae2020

    • 著者名/発表者名
      Suwa Yudai、Harada Akira、Nakazato Ken’ichiro、Sumiyoshi Kohsuke
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2021 ページ: 12 pp

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa154

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Developing an end-to-end simulation framework of supernova neutrino detection2020

    • 著者名/発表者名
      Mori Masamitsu、Suwa Yudai、Nakazato Ken’ichiro、Sumiyoshi Kohsuke、Harada Masayuki、Harada Akira、Koshio Yusuke、Wendell Roger A.
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2021 ページ: 21 pp

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa185

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 理論と観測から見た超新星2021

    • 著者名/発表者名
      前田啓一
    • 学会等名
      連星系・変光星研究会2020
    • 招待講演
  • [学会発表] Search for a supernova leaving a double neutron star system with Seimei telescope2021

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Maeda
    • 学会等名
      the Fourth annual symposium of the innovative area "Gravitational Wave Physics and Astronomy: Genesis"
    • 国際学会
  • [学会発表] 超新星からの電波放射:未知の恒星終末期進化の解明に向けて2021

    • 著者名/発表者名
      前田啓一
    • 学会等名
      日本天文学会2021年春季年会
  • [学会発表] 超新星での元素合成2021

    • 著者名/発表者名
      前田啓一
    • 学会等名
      CRC将来計画タウンミーティング
    • 招待講演
  • [学会発表] せいめい望遠鏡による近傍超新星の観測2020

    • 著者名/発表者名
      前田啓一
    • 学会等名
      2020年度せいめいユーザーズミーティング
  • [学会発表] Observations of Type Ia Supernovae2020

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Maeda
    • 学会等名
      JINA Horizons
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] せいめい望遠鏡「はやぶさ2帰還カプセル」を捉える

    • URL

      https://www.kwasan.kyoto-u.ac.jp/general/facilities/okayama/2020/12/05/hayabusa2_20201205/

  • [備考] ティコの超新星残骸の衝撃波の急激な減速を発見 -Ia型超新星の爆発メカニズムに迫る-

    • URL

      https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2021-01-08-4

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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