2002 Fiscal Year Annual Research Report
極超新星とガンマ線バーストの爆発機構及び高赤方偏移における星形成の研究
Project/Area Number |
01J06290
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
前田 啓一 東京大学, 大学院・理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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Keywords | 超新星爆発 / 極超新星爆発 / ガンマ線バースト / ブラックホール / 銀河化学進化 / 元素合成(核反応) / 輻射輸送 / 流体力学 |
Research Abstract |
1、SN2002ap:比較的近傍で発生した超新星SN2002ap(地球からの距離約3000万光年)のスペクトル、光度曲線の理論モデルと観測を比較することで、以下のことがわかった。 (1)超新星SN2002apは通常の超新星爆発の5-10倍の爆発エネルギーを持つ"極超新星"である。 (2)爆発前の星のもともとの質量は太陽質量の20-25倍程度の大質質量。このことから、太陽質量の20倍程度の質量を境として、それより軽い星は通常の超新星爆発、重い星は(少なくとも1部は)極超新星爆発を起こす。 2、超新星爆発の流体、元素合成の2次元計算 (1)上記計算コードの改良。様々な物理過程を反映した境界条件を計算に組み込めるように改良を行った。同時に、状態方程式をより現実的なものに改良し、安定な自己重力の計算を組み込んだ。 (2)(1)の計算コードを用い、極超新星のモデルとして、ブラックホール形成に伴うジェット爆発の流体計算、それに伴う元素合成の計算を行った。球対称爆発に比べて鉄の生成量が減ることや、より重い元素(鉄族元素)が表面付近まで飛ばされ、軽い元素(酸素・炭素等)がブラックホールに落ち込んでいくことを明らかにした。 (3)(2)で放出される元素組成は、銀河初期に形成された低金属星の元素組成をよく説明できることがわかった。このことは、銀河初期にブラックホール形成を伴う極超新星が大量に発生していたことを示唆する。 3、モンテカルロ法による輻射輸送コードの開発、超新星光度曲線の計算 極超新星SN1998bw、1997ef、2002apの光度曲線が、中心付近に高密度のコアがあるとすると統一的に説明できることを示した。また、そのようなコアはジェット的な爆発に伴って自然に形成されることを示した。
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Research Products
(9 results)
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[Publications] Mazzali, P.A., Deng, J., Maeda, K.et al.: "The Type Ic Hypernova SN2002ap"The Astrophysical Journal. 572. L61-L65 (2002)
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[Publications] Kinugasa, K. et al.: "Early-Phase Spectra of "Hypernova" SN2002ap"The Astrophysical Journal. 577. L97-L101 (2002)
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[Publications] Kawabata, K.S. et al.: "Optical Spectropolarimetry of SN2002ap : A High-Velocity Asymmetric Explosion"The Astrophysical Journal. 580. L39-L42 (2002)
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[Publications] Gerardy, C.L., Fesen, R.A., Nomoto, K., Maeda, K.et al.: "Carbon Monoxide in the Type Ic Supernova 2000ew"Publications of the Astronomical Society of Japan. 54. 905-910 (2002)
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[Publications] Maeda, K., Nomoto, K: "Bipolar Explosion Models for Hypernovae"Nuclear Physics A. (印刷中). (2003)
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[Publications] Maeda, K., Nomoto, K.: "Bipolar Jets in Hypernova Explosions and Abundances Patterns in Metal-Poor Stars"From Twilight to Highlight : The Physics of Supernovae ESO Astrophysics Symposia (Springer). 373-378 (2002)
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[Publications] Maeda, K. et al.: "SN1987A : 3D Simulations of Collision with the Ring"Astronomical Society of Pacific (ASP) Conference Series. 271. 379-382 (2002)
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[Publications] Maeda, K. et al.: "Hypernovae, Black Holes, and Galactic Chemical Evolution"Current High-Energy Emission around Black Holes (singepore : World Scientific). 284-299 (2002)
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[Publications] Maeda, K., Nomoto, K., Mazzali, P.A.: "Aspherical Hypernova Explosions and the Early Galactic Chemical Evolution"New Trends in Theoretical and Observational Cosmology (Tokyo : Universal Academy Press). 315-316 (2002)