元素合成およびX線・γ観測から迫る重力崩壊型超新星の爆発機構の解明

从核合成和X射线/伽马观测阐明引力塌缩超新星的爆炸机制

• 批准号: 20K03957
• 负责人: 藤本 信一郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Technology, Kumamoto College
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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-20K03957/
• 关键词: 元素合成; 重力崩壊型超新星爆発; 超新星残骸; ニュートリノ; 超新星爆発; 核γ線; 重力崩壊型超新星

本研究では、非対称ニュートリノ放射を伴う重力崩壊型超新星爆発における元素合成を、様々な質量をもつ親星に対して系統的に調査し、その結果を近い将来の超新星残骸のX線・γ線観測と比較することによって、理論的に示唆された非対称ニュートリノ放射の有無を明らかにし、ニュートリノ非球対称度を推定することを目的としている。令和4年度には、重力崩壊型超新星爆発における速いニュートリノ振動の元素合成への影響を調査し、その影響が無視できない可能性があることを明確にした。なお「当初計画」策定時には、重力崩壊型超新星爆発自体に対する速いニュートリノ振動の影響は明確ではなかったが、近年の研究により重力崩壊型超新星爆発への影響が明確になりつつあり元素合成への影響も小さくはないと予想されたため、「当初計画」を変更し、速いニュートリノ振動の元素合成への影響についての調査を行った。上記の成果は、日本天文学会2022年秋期年会および学術論文にて発表された(本報告書 「10．研究発表（令和4年度の研究成果）」【雑誌論文】1件目、【学会発表】1件目)。さらに今年度打ち上げ予定のXRISM衛星のXRISM Guest Scientistに応募し、重力崩壊型超新星残骸チームとして採択された。XRISM Guest Scientistは観測最初期のデータにアクセスすることができる。本研究で理論的に得られた結果と観測結果を比較する際に、重力崩壊型超新星残骸チームに参加することは非常に有益である。

在这项研究中，我们将系统地研究各种质量的母星在引力塌缩超新星爆炸中伴随着不对称中微子发射的核合成，并在不久的将来将结果用于超新星遗迹的X射线和伽马射线观测。这项研究的目的是澄清理论所暗示的不对称中微子发射是否存在，并估计中微子非球面对称程度。在2020财年，我们研究了快速中微子振荡对引力塌缩超新星爆炸中核合成的影响，并澄清了这种影响可能不可忽视。在最初规划时，尚不清楚中微子振荡会以多快的速度影响引力塌缩超新星爆炸，但最近的研究已经开始阐明它们对引力塌缩超新星爆炸的影响，以及对核合成的影响。中微子的数量不会少，于是改变了“原计划”，并研究了快中微子振荡对核合成的影响。上述结果在日本天文学会2022年秋季年会上公布，并发表了一篇学术论文（本报告“10.研究报告（2024年的研究成果）”[期刊论文]第1篇，[学术会公告]第1项）。此外，我还申请成为计划于今年发射的XRISM卫星上的XRISM客座科学家，并被选为引力塌缩超新星遗迹团队的一员。 XRISM 客座科学家可以获得最早的观测数据。参与引力塌缩超新星遗迹团队在将本研究获得的理论结果与观测结果进行比较时将非常有用。

项目成果

Diagnosis of core collapse supernovae with nuclear decay X-ray and gamma-ray lines

用核衰变X射线和伽马射线线诊断核心塌缩超新星

• 发表时间: 2021
• 作者: Shin

Future X-ray observations of weak s-process elements in supernova remnants

超新星遗迹中弱 s 过程元素的未来 X 射线观测

• 发表时间: 2022
• 作者: Toshiki Sato(Rikkyo University); Yoshida Takashi(Kyoto University); Hideyuki Hideyuki(University of Tokyo); Shin
• 通讯作者: Shin

銀河系内中性子星連星合体残骸からの核ガンマ線放射診断

河内中子星双星合并残骸的核伽马射线辐射诊断

• 发表时间: 2022
• 作者: 寺田幸功(埼玉大;JAXA); 三輪祐也 (埼玉大); 大住隼人(埼玉大); 藤本信一郎 (熊本高専); 勝田哲 (埼玉大); 馬場彩 (東京大); 山崎了 (青山学院大)
• 通讯作者: 山崎了 (青山学院大)

Gamma-Ray Diagnostics of r-process Nucleosynthesis in the Remnants of Galactic Binary Neutron-star Mergers

银河双中子星合并残余物 r 过程核合成的伽马射线诊断

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac721f
• 发表时间: 2022
• 作者: Terada Yukikatsu;Miwa Yuya;Ohsumi Hayato;Fujimoto Shin;Katsuda Satoru;Bamba Aya;Yamazaki Ryo
• 通讯作者: Yamazaki Ryo

Future X-ray observations of weak s-process elements in supernova remnants

超新星遗迹中弱 s 过程元素的未来 X 射线观测

• 发表时间: 2022
• 作者: Toshiki Sato(Rikkyo University); Yoshida Takashi(Kyoto University); Hideyuki Hideyuki(University of Tokyo); Shin
• 通讯作者: Shin