フォールバック降着の定量化による、多様な超新星爆発での統一描像の構築

通过量化后备吸积建立各种超新星爆炸的统一图像

基本信息

批准号：
21K13964
负责人：
澤田涼
金额：
$ 2.91万
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：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

重力崩壊型超新星爆発(以下、超新星)は、数多くの天体現象・宇宙物理の謎を解き明かす鍵を握っている。例えば超新星は、中性子星や恒星質量ブラックホールの形成過程そのものであり、銀河の力学進化を駆動する。さらに近年、全天サーベイと即時観測の発達により、標準的な超新星シナリオでは説明困難な“標準外の超新星”の観測例が増えている。さらには標準的な超新星のなかでも、従来の理解に比べて幅広い多様性が存在することが報告されはじめている。つまり、銀河の化学進化・力学進化を正しく理解するためには「どのような星が、どんな超新星爆発を起こすのか？」、その多様性を理解することが欠かせない。2022年度の実績として、近年観測されるようになった“標準外の超新星”のひとつである ultra-stripped supernovae (USSNe) の候補天体についての発展的研究を行った。具体的には、Sawada et al.(2021) で計算されたUSSNのprogenitorとなるCO星1.45-2.0Mの7modelを基に、中心連星が存在する場合にフォールバック降着からのX線放射を評価した。また、Sawada& Maeda (2019)で用いた“観測中央値“よりも信頼性のある制限として、300サンプルを超える大規模な超新星観測データを再解析し、各観測データでの検証を行った。その結果、「ゆっくりとした爆発 (>1 秒)では観測サンプルの 50％以上の超新星を再現できない」と明らかにしました。本結果は自身が共著者の論文として国際査読誌(The Astrophysical Journal) にて発表されている(Kashiyama, Sawada & Suwa, ApJ 2022;Saito et al., ApJ 2022)。

引力塌缩超新星爆炸（以下简称超新星）掌握着解决许多天文现象和空间物理学之谜的关键。例如，超新星是中子星和恒星质量黑洞的形成过程，它们驱动着星系的动力学演化。此外，近年来，随着全天巡天和实时观测的发展，观测到的难以用标准超新星场景解释的“非标准超新星”案例数量不断增加。更重要的是，报告开始表明，即使在标准超新星内部，也存在比以前理解的更大的多样性。换句话说，为了正确理解星系的化学和机械演化，有必要了解哪些类型的恒星导致哪些类型的超新星爆炸的多样性。作为2022财年的一项成果，我们对超剥离超新星（USSNe）的候选天体进行了高级研究，这是近年来观测到的“非标准超新星”之一。具体来说，基于 Sawada 等人 (2021) 计算的 7 个 1.45-2.0M CO 星模型（USSN 的前身），我们计算了当中心双星存在时回退吸积的 X 射线发射。此外，作为比Sawada＆Maeda（2019）中使用的“观测中位数”更可靠的极限，我们重新分析了300多个大规模超新星观测数据样本，并验证了每个观测数据。结果显示，“慢速爆炸（>1 秒）无法再现观测样本中超过 50% 的超新星。”该结果作为共同作者发表在国际同行评审期刊（The Astrophysical Journal）上（Kashiyama, Sawada & Suwa, ApJ 2022；Saito et al., ApJ 2022）。