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2022 年度 実績報告書

超新星爆発-超新星残骸進化の3次元流体モデルに基づく分子・ダスト形成の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K03545
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

小野 勝臣  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 研究員 (50627180)

研究分担者 野沢 貴也  国立天文台, 科学研究部, 特任研究員 (90435975)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
キーワード超新星爆発 / 超新星残骸 / 分子・ダスト形成
研究実績の概要

本研究の目的は重力崩壊型超新星爆発の爆発から若い超新星残骸へと進化する過程で超新星放出物質内部で起こる分子・ダスト形成を理解することである。超新星1987Aは近傍で発見された最も新しい超新星であり、発見から30年余りが経ち、若い超新星残骸のフェーズへ移行している段階である。近傍であることから観測で超新星放出物質の内部が空間的に解像されており、その分布は球対称から著しく逸脱している。最近、観測的ブレークスルーとして、ALMA望遠鏡によって超新星1987Aの放出物質内部で形成されたCOおよびSiO分子からの回転遷移放射の3次元的分布が初めて捉えられた。その結果、分子からの放射の空間分布も大局的に非球対称であることが分かった。他方、理論的には、重力崩壊型超新星の爆発機構には多次元効果が本質的である他、流体不安定性に起因する物質混合も起こり得ると考えられている。しかし、そのような環境を反映した超新星放出物質でどのように分子・ダスト形成が進行するか解明されていない。これまでの申請者らの3次元流体数値計算に基づく研究により、伴星進化によって形成されたある親星の非球対称な爆発モデルで超新星1987Aの (分子観測以外の) 種々の観測を上手く説明できることが分かった。そこで、超新星1987Aを研究対象として、上記の3次元の流体モデルに基づき分子形成計算を行い、観測されたCO分子の回転振動遷移放射の光度曲線や最近のALMA望遠鏡による分子観測と比較しながら物質混合の影響を調べた。本研究の中途での中断により、最終的な結果はまだ得られていない。しかし、引き続き研究を継続し、ダスト形成への影響の調査および他の天体への適用も今後行う。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [国際共同研究] INAFーOsservatorio Astronomico di Palermo/Universita degli Studi di Palermo(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      INAFーOsservatorio Astronomico di Palermo/Universita degli Studi di Palermo
  • [国際共同研究] Max Planck Institute for Astrophysics(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Max Planck Institute for Astrophysics
  • [国際共同研究] University of Amsterdam/Netherlands Institute for Space Research(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      University of Amsterdam/Netherlands Institute for Space Research
  • [国際共同研究] Purdue University/Smithsonian Astrophysical Observatory(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Purdue University/Smithsonian Astrophysical Observatory
  • [国際共同研究] Nanjing University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Nanjing University
  • [雑誌論文] Additional Evidence for a Pulsar Wind Nebula in the Heart of SN 1987A from Multiepoch X-Ray Data and MHD Modeling2022

    • 著者名/発表者名
      Greco Emanuele、Miceli Marco、Orlando Salvatore、Olmi Barbara、Bocchino Fabrizio、Nagataki Shigehiro、Sun Lei、Vink Jacco、Sapienza Vincenzo、Ono Masaomi、Dohi Akira、Peres Giovanni
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 931 ページ: 132~132

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac679d

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evidence for past interaction with an asymmetric circumstellar shell in the young SNR Cassiopeia A2022

    • 著者名/発表者名
      Orlando S.、Wongwathanarat A.、Janka H.-T.、Miceli M.、Nagataki S.、Ono M.、Bocchino F.、Vink J.、Milisavljevic D.、Patnaude D. J.、Peres G.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 666 ページ: A2~A2

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202243258

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Evolution of SN 1987A based on 3D hydrodynamic simulations: properties of the NS and molecule formation in the ejecta2022

    • 著者名/発表者名
      Masaomi Ono
    • 学会等名
      SNR Workshop 2022

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公開日: 2023-12-25  

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