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2018 年度 実績報告書

多次元・多波長輻射輸送手法の開発で切り開く爆発天体現象研究のフロンティア

公募研究

研究領域重力波物理学・天文学:創世記
研究課題/領域番号 18H04585
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)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード輻射輸送 / 超新星 / 重力波天体
研究実績の概要

超新星爆発機構の全貌解明のためには、爆発モデルに基づいた輻射計算により予想される光度曲線・スペクトルを導き、これを様々な観測データにより検証することが必要である。本課題では、(1)超新星・爆発的天体現象に適用するための多次元・多波長輻射輸送コードの開発、(2)最新の超新星爆発モデルへの適用による、爆発理論の直接検証、を目的とする。本課題では、特に以下の天体をターゲットとした研究を進める。(a)標準的な「ニュートリノ駆動超新星」の現実的・多次元モデルに基づいた一般的な超新星の研究、(b)「連星中性子星の先駆超新星」モデルに基づいた、連星中性子星の形成過程の研究、(c)「超強磁場中性子星駆動超新星」の多次元モデルに基づいた、超高輝度超新
星の研究。
研究目的(a)に関しては放射性元素崩壊に伴うガンマ線・エックス線放射、可視光度曲線およびスペクトルの輻射シミュレーションがほぼ完了しており、論文を執筆中である。研究目的(b)(c)についても協力研究者との議論が進んでおり、計算セットアップのための準備が進んでいる。
また、本課題で目標とする多次元モデルと実際の観測データとの比較を視野に入れ、単純化された球対称輻射輸送計算を用いた研究を遂行し、以下のような成果をあげた:GRB171205Aに伴う極超新星SN2017iukにおける超高速成分の発見(Izzo, de Ugarte Postigo, Maeda, et al. 2019, Nature)、IIb/Ib/Ic型超新星の後期スペクトル解析による親星質量の多様性(Fang, Maeda, et al. 2019, Nature Astronomy; Fang, Maeda 2018)。
以上の成果を複数の国内外研究会で発表した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究実績の概要に記述したように、放射性元素崩壊に伴うガンマ線・エックス線放射、可視光度曲線およびスペクトルの輻射シミュレーションがほぼ完了し、結果を取りまとめ中である。また、様々な超新星に関して一次元モデルと観測との比較が進行しており、特にガンマ線バーストに付随する超新星およびIIb/Ib/Ic型超新星の性質についての理解が大きく進展した。これらは、多次元計算が完了した際に観測データとの比較を進めるうえで基礎となる成果である。

今後の研究の推進方策

放射性元素崩壊に伴うガンマ線・エックス線放射、可視光度曲線およびスペクトルの輻射シミュレーションの計算結果を取りまとめ、論文として発表する。研究目的(b)、(c)についても協力研究者との議論が進んでおり、計算セットアップのための準備が進んでいる。本年度は、これらの課題に関して輻射シミュレーションを行う。

  • 研究成果

    (33件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 3件、 査読あり 10件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 10件、 招待講演 11件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Pennsylvania State University/Northwestern University/Ohio State University,(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Pennsylvania State University/Northwestern University/Ohio State University,
    • 他の機関数
      2
  • [国際共同研究] DESY/MPE/Thuringer Landessternwarte Tautenburg(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      DESY/MPE/Thuringer Landessternwarte Tautenburg
  • [国際共同研究] Instituto de Astrofisica de Andalucia(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      Instituto de Astrofisica de Andalucia
  • [国際共同研究] University of Copenhagen/Technical University of Denmark(デンマーク)

    • 国名
      デンマーク
    • 外国機関名
      University of Copenhagen/Technical University of Denmark
  • [国際共同研究] Osservatorio Astronomico di Capodimonte/Osservatorio Astronomico di Brera/Osservatorio Astronomico di Roma(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      Osservatorio Astronomico di Capodimonte/Osservatorio Astronomico di Brera/Osservatorio Astronomico di Roma
    • 他の機関数
      2
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      10
  • [雑誌論文] A hybrid envelope-stripping mechanism for massive stars from supernova nebular spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Fang Qiliang、Maeda Keiichi、Kuncarayakti Hanindyo、Sun Fengwu、Gal-Yam Avishay
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1038/s41550-019-0710-6

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Signatures of a jet cocoon in early spectra of a supernova associated with a γ-ray burst2019

    • 著者名/発表者名
      Izzo L.、de Ugarte Postigo A.、Maeda K.、et al.
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 565 ページ: 324~327

    • DOI

      10.1038/s41586-018-0826-3

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High-energy Emission from Interacting Supernovae: New Constraints on Cosmic-Ray Acceleration in Dense Circumstellar Environments2019

    • 著者名/発表者名
      Murase Kohta、Franckowiak Anna、Maeda Keiichi、Margutti Raffaella、Beacom John F.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 874 ページ: 80~80

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab0422

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Relativistic Supernova Ejecta Colliding with a Circumstellar Medium: An Application to the Low-luminosity GRB 171205A2019

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

      The Astrophysical Journal

      巻: 870 ページ: 38~38

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aaef85

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of Magnetized White Dwarf Binaries to Type Ia Supernovae2019

    • 著者名/発表者名
      Ablimit Iminhaji、Maeda Keiichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 871 ページ: 31~31

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aaf722

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Monte Carlo Population Synthesis on Massive Star Binaries: Astrophysical Implications for Gravitational-wave Sources2018

    • 著者名/発表者名
      Ablimit Iminhaji、Maeda Keiichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 866 ページ: 151~151

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aae378

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface Radioactivity or Interactions? Multiple Origins of Early-excess Type Ia Supernovae and Associated Subclasses2018

    • 著者名/発表者名
      Jiang Ji-an、Doi Mamoru、Maeda Keiichi、Shigeyama Toshikazu
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 865 ページ: 149~149

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aadb9a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Origin of the Ha-like Structure in Nebular Spectra of Type IIb Supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Fang Qiliang、Maeda Keiichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 864 ページ: 47~47

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aad096

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Type Ia Supernovae in the First Few Days: Signatures of Helium Detonation versus Interaction2018

    • 著者名/発表者名
      Maeda Keiichi、Jiang Ji-an、Shigeyama Toshikazu、Doi Mamoru
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 861 ページ: 78~78

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aac8d8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extended optical/NIR observations of Type Iax supernova 2014dt: Possible signatures of a bound remnant†2018

    • 著者名/発表者名
      Kawabata Miho、Kawabata Koji S、Maeda Keiichi、et al.
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 ページ: 111~130

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/pasj/psy116

    • 査読あり
  • [学会発表] 超新星からの高エネルギー放射2019

    • 著者名/発表者名
      前田啓一
    • 学会等名
      第18回高宇連研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 超新星の電波観測2019

    • 著者名/発表者名
      前田啓一
    • 学会等名
      突発・変動現象の電波フォローアップ
    • 招待講演
  • [学会発表] Exploring the Phase Space of Extra-galactic Explosions2019

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Maeda
    • 学会等名
      TDA-MMS 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Diversities in Theories and Observations of Exploding White Dwarfs2019

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Maeda
    • 学会等名
      10th NAOJ DTA Symposium on Stellar deaths and their diversity
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sub-Relativistic Expansion of Supernova Ejecta Associated with a Gamma-Ray Burst2018

    • 著者名/発表者名
      前田啓一
    • 学会等名
      理論天文学研究会2018
    • 招待講演
  • [学会発表] Modeling supernova observables through radiation transfer simulations2018

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Maeda
    • 学会等名
      second annual symposium of GW-genesis
    • 国際学会
  • [学会発表] SN Ia progenitors and explosion mechanisms2018

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Maeda
    • 学会等名
      Massive Stars and Supernovae
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Testing The Origin of Type Ia supernovae through Their Properties in The First Few Days2018

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Maeda
    • 学会等名
      Chile-Japan Academic Forum 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stripped-Envelope Supernova in The Late Phase2018

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Maeda
    • 学会等名
      Adventures in Astrophysics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Supernova light curves2018

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Maeda
    • 学会等名
      Frontiers of the Physics of Massive Stars: from the Main Sequence to LIGO
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Type Ia Supernova Triggered by He Detonation2018

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Maeda
    • 学会等名
      The 15th Marcel Grossmann Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Radiation Transfer Simulations for Explosive Transients2018

    • 著者名/発表者名
      前田啓一
    • 学会等名
      「重力波物理学天文学・創世記」ワークショップ
  • [学会発表] Progenitors and Explosion Mechanisms of Stripped-Envelope Supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Maeda
    • 学会等名
      Shocking Supernovae: surrounding interactions and unusual events
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Progenitors, Mass Loss, and Shock Breakout of Supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Maeda
    • 学会等名
      Jet and Shock Breakout in Cosmic Transients
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 極超新星に付随する超高速成分を発見 -極超新星が光速ジェットにより引き起こされることを実証-

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/190117_1.html

  • [備考] 重い星の終末期の外層放出機構を解明 -いつ、どのように星は減量するのか-

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/190305_1.html

  • [備考] A hybrid mechanism works for massive stars...

    • URL

      https://astronomycommunity.nature.com/users/233280-keiichi-maeda/posts/44889-a-hybrid-mechanism-works-for-massive-stars-in-losing-their-weight

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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