| 研究課題/領域番号 |
23740157
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| 研究機関 | 甲南大学 |
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研究代表者 |
冨永 望 甲南大学, 理工学部, 准教授 (00550279)
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| キーワード | 超新星爆発 / ガンマ線バースト / 元素合成 / 第一世代星 / 非球対称超新星 / 可視光・光赤外観測 / 輻射輸送計算 |
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| 研究概要 |
本研究課題では、超新星爆発・ガンマ線バーストの輻射流体計算コードを開発し遠方宇宙・初期宇宙観測への応用することを目的として研究活動を行っている。本年度は特に以下のような研究を行った。
１． Ib型超新星爆発2008Dの初期の紫外可視光光度曲線の起源：Ib型超新星爆発2008Dはショックブレイクアウト後の光度曲線があまり暗くならず、その起源について星周物質中でのショックブレイクアウトだったためである、ということが提案されていた。本研究では、輻射流体計算を行い新たにジェット状の爆発によって放射性元素ニッケル56が外層に混合する、というモデルでもその観測的特徴が再現できることを示した。
２． 電子捕獲型超新星の光度曲線: 電子捕獲型超新星は球対称爆発を起こすことが唯一理論的に示されている超新星爆発である。本研究では、電子捕獲型超新星の理論計算の結果に基づき、多波長輻射流体計算を用いて電子捕獲型超新星の多色光度曲線を初めて提出した。その結果は、過去にその元素組成から電子捕獲型超新星の超新星残骸であると提案されていた、かに星雲を形成した超新星1054の光度曲線を再現することを示した。
３． 金属欠乏星BD+44°493の元素組成の起源： 非常に明るい金属欠乏星BD+44°493の詳細な元素組成を測定・提出し、その元素組成を再現する超新星爆発の理論モデルを構築することで、炭素過剰な金属欠乏星の起源として暗い超新星爆発が最も有力であることを示した。この結果は初期宇宙においても現在の宇宙と同様に暗い超新星爆発が起こっていたことを示し、初期宇宙においても暗い超新星爆発の寄与を考慮する必要があることを示した。
４． 相対論的多次元輻射輸送計算コードの開発：相対論的多次元輻射輸送計算コードの開発を進め、様々なテスト計算を行い、研究会において研究発表を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
研究計画通り、光子輸送計算については研究協力者の柴田三四郎氏(甲南大学大学院博士2年)が開発を進め、コンプトン散乱を考慮した光子輸送計算コードの開発はすでに終わっている。現在は特殊相対論的多次元流体計算を用いて計算した流体の密度温度分布の元での光子輸送計算を行っており、すでに研究会における研究発表を行っている。しかしながら論文化にあたり、光子が生成される位置をより正確に見積もる必要があることが明らかとなったため、その内容を別論文として投稿し出版受理されている。そのため、当初予定より若干の遅れがみられる。相対論的多次元輻射輸送計算については、球面調和関数を用いて光子の散乱を解き離散座標を用いて光子輸送を計算するSpherical Harmonic Discrete Ordinate Method (SHDOM)という手法を採用し、計算コードの開発を進めている。若干の遅れが見られるものの、現在テスト計算を行っており、論文化への目途が立っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成25年度に引き続き光子輸送計算コードを用いた相対論的流体中での輻射輸送計算を行い、その計算結果について論文化を進める。また、それと同時に特殊相対論的多次元輻射輸送計算コードのテスト計算をすすめ、論文化する。また、現在は並進対称性を仮定しているが、ガンマ線バーストへ適用するために、極座標を用いて軸対称計算へ変更する。さらに、可変エディントンテンソル法を用いて、相対論的流体計算コードと合わせることで、相対論的輻射流体計算コードの開発を行う。この開発には甲南大学計算機クラスタを用いる。実際にガンマ線バーストの輻射について計算を行う際には、並列化や可変メッシュ調整法を適用の上、国立天文台、筑波大学の共同利用計算機の使用を予定している。
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