Nebular emission of Kilonovae

千新星的星云发射

• 批准号: 20K14513
• 负责人: 仏坂 健太
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14513/
• 关键词: キロノバ放射; 重元素の起源; 原子の禁制線データ; キロノバ 放射の解明; 元素の起源の特定; 中性子星合体が作る元素; キロノバ; 重力波天文学; 元素の起源

前年度に作成したキロノバ星雲期における重元素の放射過程の計算に必要となる原子の禁制線のリストを用いて、2017年に観測されたGW170817に付随したキロノバ放射の7.5日から10.5日後のスペクトルデータを再現できるモデルの作成を行なった。具体的には、Very Large TelescopeのXshooterという観測器で取得された可視光から近赤外線領域をカバーするスペクトルには、2.1ミクロン付近に強い輝線が現れており、この輝線に関する解釈を行なった。禁制線のリストからこの輝線は原子番号52番のテルリウムの2価イオンの微細構造線である可能性が高いことを示した。観測された輝線強度とプロファイルから必要となるテルリウム原子の質量はおよそ太陽質量の0.1%程度で膨張速度が光速度の8%程度であることがわかった。この質量と膨張速度ともに中性子星合体によって生成されるエジェクタの性質と整合的であり、中性子星合体によって生成されるエジェクタの組成分布は太陽系に含まれるR過程元素の分布と無矛盾であることを示した。この結果はAstrophysical Journal Letterに投稿予定である。キロノバ星雲期におけるイオン化状態を計算するために必要となる数値コードを開発した。具体的には、中性子過剰核のベータ崩壊によって生成される高速電子が中性子星合体エジェクタ内のイオンと自由電子と相互作用しながら減速する過程を解くことで、高速電子のエネルギースペクトルを求めることに成功した。このスペクトルの計算において、イオン化によって生成される２次電子や内核電離に付随するオージェ電子の生成も考慮した。このエネルギースペクトルと電子衝突によるイオン化の散乱断面積を組み合わせることにより、各時刻におけるイオンの電離率を求めることが可能になった。このコードを今後のキロノバ星雲期の放射モデルに実装する予定である。

使用在上一年创建的Kironova星云时期内计算重元件的辐射过程所需的原子列表，这是在上一年创建的，我们创建了一个模型，可以将光谱数据从Kironova辐射从Kironova辐射开始的7.5天到10.5天，与GW170817相关的Kironova辐射在2017年近距离观察到的近2.1微米。在非常大的望远镜中，一种称为Xshooter的观测工具，对该发射线进行了解释。禁止线的列表表明，该发射线可能是带有原子数为52的校离子的微结构线。根据观察到的强度和轮廓，发现所需的校原子的质量约为阳光质量的0.1％，膨胀率约为光速性的8％。质量和膨胀速率都与中子恒星结合产生的弹出器的特性一致，并且已经表明，中子星凝胶产生的弹出器的组成分布与太阳能系统中包含的R过程的分布不一致。结果将发布在天体物理期刊的信中。我们已经开发了在Kironova星云时期计算电离状态所需的数值代码。具体而言，我们通过求解由中子excess核的β衰变产生的高速电子通过与中性星凝聚器中的离子和游离电子相互作用而减慢的高速电子来成功获得了高速电子的能量光谱。在计算该频谱中，还考虑了与内部核电离相关的电离和螺旋电子产生的二次电子的产生。通过将这种能谱与电子碰撞引起的电离的散射横截面区域相结合，已经有可能在每次确定电离速率。该代码将在Kironova星云时期的未来辐射模型中实施。

项目成果

Hunting wide-area optical surveys for high proper motion isolated neutron stars

寻找高自行孤立中子星的广域光学巡天

• DOI: 10.1093/mnras/stab3428
• 发表时间: 2021
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: Toyouchi Daisuke;Hotokezaka Kenta;Takada Masahiro
• 通讯作者: Takada Masahiro

Vilnius University(リトアニア)

维尔纽斯大学（立陶宛）

Tungsten versus Selenium as a potential source of kilonova nebular emission observed by Spitzer

钨与硒作为斯皮策观测到的千新星星云发射的潜在来源

• DOI: 10.1093/mnrasl/slac071
• 发表时间: 2022
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters
• 作者: Hotokezaka Kenta;Tanaka Masaomi;Kato Daiji;Gaigalas Gediminas
• 通讯作者: Gaigalas Gediminas

Nebular Emission from Lanthanide-rich Ejecta of Neutron Star Merger

• DOI: 10.1093/mnras/stab1975
• 发表时间: 2021-02
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: K. Hotokezaka;Masaomi Tanaka;D. Kato;G. Gaigalas