Revealing The Nature of Rapid-Evolving Transients with Theoretical and Observational Approaches

用理论和观测方法揭示快速演化瞬变的本质

• 批准号: 22KJ1986
• 负责人: 宇野 孔起
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1986/
• 关键词: FBOT; 潮汐破壊現象; 相互作用超新星爆発; 偏光分光観測

急激な光度変動を示す新種の突発天体FBOTやTDE、相互作用超新星など、従来の超新星とは異なる性質を持つ特異な天体現象を研究している。FBOTの観測的特徴は超新星とは全く異なる。その特徴を包括的に説明するべく、中心エンジンにより駆動された爆発的質量放出が可視放射を形成するという解析的モデルを以前考案した。本モデルに時間依存性を取り入れることで、FBOTの大きな特徴の一つである急激な増光段階の説明にも成功した(Uno & Maeda 2023c)。さらに、本モデルの妥当性を検証するべく、すばる望遠鏡に対し偏光分光観測を提案し、採択された。FBOT・TDEの性質に迫るべく、系の物理的性質が強く反映される偏光の情報を用いて我々が考案した放射モデルの観測的側面からの検証を試みている。偏光の手法は他の系にも有効である。申請者は、白色矮星の爆発と周囲環境が相互作用するIa-CSM型超新星2020uemという特異な天体に対して、すばる望遠鏡の偏光分光・測光・分光観測を行い、Ia-CSM型超新星の中で最大規模のデータセットを得た(Uno et al. 2023a, b)。この結果は、これまで定性的にしか議論されていなかったIa-CSM型超新星の周囲環境に対して、物質の質量や構造を初めて定量的に制限することに成功し、Ia-CSM型超新星は白色矮星と恒星の合体現象である可能性が示唆された。さらにFBOT・TDE・相互作用超新星を研究する中で、突発天体のスペクトルの多様性にも興味を持った。スペクトルには系の爆発メカニズムが強く反映されるため、未知の突発天体の性質へ迫る鍵となる。蓄積された大量の超新星スペクトルデータに対し機械学習を適用し、超新星の再分類を行った。申請者は天体スペクトルを用いた突発天体全般の描像の見直しも行っている。

我们研究具有不同于传统超新星特性的独特天体现象，例如 FBOT 和 TDE，它们是新型的突发天文物体，表现出快速的光度波动和相互作用超新星。 FBOT 的观测特征与超新星完全不同。为了全面解释其特征，我们之前设计了一个分析模型，其中由中央发动机驱动的爆炸物质喷射形成可见辐射。通过将时间依赖性纳入该模型，我们还能够解释快速增亮阶段，这是 FBOT 的主要特征之一 (Uno & Maeda 2023c)。此外，为了验证该模型的有效性，我们提出了对斯巴鲁望远镜进行偏振光谱观测，并被采用。为了探索 FBOT/TDE 的特性，我们试图利用偏振信息从观测角度验证我们设计的辐射模型，偏振信息强烈地反映了系统的物理特性。偏振技术对于其他系统也有效。申请人利用斯巴鲁望远镜对一个名为Ia-CSM超新星2020uem的独特天体进行了偏振光谱、光度测量和光谱观测，其中白矮星的爆炸与周围环境相互作用，申请人进行了偏振光谱、光度测量、使用斯巴鲁望远镜进行的光谱观测获得了最大的数据集（Uno 等人，2023a，b）。这一结果首次定量地限制了Ia-CSM型超新星周围环境中物质的质量和结构，此前人们仅对这一现象进行了定性讨论，有人认为这种现象可能是白矮星与恒星的合并。 。此外，在研究 FBOT、TDE 和相互作用的超新星时，我对突发物体光谱的多样性产生了兴趣。由于光谱强烈地反映了系统的爆炸机制，因此它是理解未知突发物体本质的关键。将机器学习应用于大量积累的超新星光谱数据，对超新星进行重新分类。申请人还正在审查使用天文光谱对突发天体的描述。

项目成果

Light-Curve Modeling for Rapid-Evolving Transients

快速瞬变的光曲线建模

• 发表时间: 2022
• 作者: Jiang Ji-an;Yasuda Naoki;Maeda Keiichi;Tominaga Nozomu;Doi Mamoru;Yoachim Peter;Uno Kohki;Moriya Takashi J.;Kumar Brajesh;Pan Yen-Chen;Tanaka Masayuki;Tanaka Masaomi;Nomoto Ken’ichi;Jha Saurabh W.;Ruiz-Lapuente Pilar;Jones David;Shigeyama Toshikazu;Suzuki;Kohki Uno
• 通讯作者: Kohki Uno

SN 2020uem: a Possible Thermonuclear Explosion within a Dense Circumstellar Medium. I. The Nature of Type IIn/Ia-CSM SNe from Photometry and Spectroscopy

• DOI: 10.3847/1538-4357/acb5ec
• 发表时间: 2023-01
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: K. Uno;K. Maeda;T. Nagao;T. Nakaoka;K. Motohara;A. Tajitsu;M. Konishi;S. Koyama;H. Takahashi;Masaomi Tanaka;H. Kuncarayakti;M. Kawabata;M. Yamanaka;K. Aoki;K. Isogai;K. Taguchi;M. Ogawa;K. Kawabata;Y. Yoshii;T. Miyata;R. Imazawa

Photometry and spectroscopy of the Type Icn supernova 2021ckj

Icn 型超新星 2021ckj 的光度测定和光谱学

• DOI: 10.1051/0004-6361/202346084
• 发表时间: 2023
• 期刊: Astronomy & Astrophysics
• 影响因子: 6.5
• 作者: Nagao T.;Kuncarayakti H.;Maeda K.;Moore T.;Pastorello A.;Mattila S.;Uno K.;Smartt S. J.;Sim S. A.;Ferrari L.;Tomasella L.;Anderson J. P.;Chen T.-W.;Galbany L.;Gao H.;Gromadzki M.;Guti?rrez C. P.;Inserra C.;Kankare E.;Magnier E. A.;M?ller-Bravo T. E.;Regui
• 通讯作者: Regui

MUSSES2020J: The Earliest Discovery of a Fast Blue Ultraluminous Transient at Redshift 1.063

• DOI: 10.3847/2041-8213/ac7390
• 发表时间: 2022-05
• 期刊: The Astrophysical Journal Letters
• 作者: Jiachen Jiang;N. Yasuda;K. Maeda;N. Tominaga;M. Doi;Ž. Ivezić;P. Yoachim;K. Uno;T. Moriya;B. Kumar;Yen-Chen Pan;Masayuki Tanaka;Masaomi Tanaka;K. Nomoto;S. Jha;P. Ruiz-Lapuente;David O. Jones;T. Shigeyama;N. Suzuki;M. Kokubo;H. Furusawa;S. Miyazaki;A. Connolly;D. Sahu;G. Anupama

Light-curve modelling for the initial rising phase of rapidly evolving transients powered by continuous outflow

由连续流出驱动的快速演变瞬态的初始上升阶段的光曲线建模

• DOI: 10.1093/mnras/stad840
• 发表时间: 2023
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: Uno Kohki;Maeda Keiichi
• 通讯作者: Maeda Keiichi