超新星爆発の系統的調査で探る大質量星進化の多様性

通过对超新星爆炸的系统研究探索大质量恒星演化的多样性

• 批准号: 22KJ0199
• 负责人: 齋藤 晟
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tohoku 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 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0199/
• 关键词: 超新星爆発; 超高輝度超新星; 56Ni; 爆発のメカニズム

本研究では、恒星の一生の最期に起こる爆発現象である「超新星」について調査を行っている。恒星が爆発するメカニズムや爆発する恒星の性質の詳細は未だに理解されていない。2022年度の前半には、超新星の放射エネルギー源である56Niを用いて恒星の爆発のメカニズムに迫る研究を行った。爆発時により多くの質量の56Niが合成されるほど、超新星は爆発後に明るく輝く。また、爆発のタイムスケール（爆発にどれだけの時間を要するか）が短いほど、より多くの質量の56Niを合成することが先行研究によって知られている。そこで本研究では、1)様々な超新星の観測から合成された56Niの質量を見積もり、2)様々な爆発のタイムスケールで理論計算を行い、タイムスケール毎に合成された56Niの質量を求めた。これらの結果を比較することによって、恒星の爆発のタイムスケールにヒントを与えた。この結果をまとめた論文がThe Astrophysical Journalにて出版されている。2022年度の後半には、通常の超新星の10倍から100倍程度明るい「超高輝度超新星」の起源に迫る研究に着手した。多くの超高輝度超新星は通常の超新星と異なり、スペクトル内に特徴的な酸素の吸収線を示す。本研究ではこの酸素の吸収線の有無を用いて、通常の超新星と超高輝度超新星の違いを生み出す起源に迫る。現在までに、超高輝度超新星のスペクトルのデータを集め、それらのデータ分析を始めている。2023年度には、スペクトルの理論計算を行ってそれらを観測データと比較する予定である。

在这项研究中，我们正在研究“超新星”，这是一种在恒星生命末期发生的爆炸现象。恒星爆炸机制的细节和爆炸恒星的性质仍然不清楚。 2022年上半年，我们利用超新星辐射能来源56Ni进行了恒星爆炸机制的研究。爆炸时合成的56Ni质量越多，爆炸后超新星的光芒就越亮。此外，之前的研究表明，爆炸时间尺度（爆炸所需的时间）越短，可以合成的56Ni质量就越大。因此，在本研究中，我们1）根据对各种超新星的观测估计了合成56Ni的质量，2）对各种爆炸时间尺度进行了理论计算，以确定每个时间尺度的合成56Ni的质量。比较这些结果给出了关于恒星爆炸的时间尺度的线索。一篇总结结果的论文已发表在《天体物理学杂志》上。 2022财年下半年，我们将开始研究“超亮超新星”的起源，这些超新星的亮度是普通超新星的10到100倍。许多超亮超新星与普通超新星的不同之处在于它们在光谱中表现出特征性的氧吸收线。在这项研究中，我们将利用这条氧吸收线的存在或不存在来研究正常超新星和超亮超新星之间差异的起源。迄今为止，我们已经收集了超亮超新星光谱的数据并开始分析这些数据。 2023年，我们计划进行理论光谱计算，并将其与观测数据进行比较。

项目成果

光度曲線の系統的調査に基づく重力崩壊型超新星の爆発機構への制限

基于光变曲线系统研究的引力塌缩超新星爆炸机制约束

• 发表时间: 2021
• 作者: 齋藤晟

56Niの質量を用いた超新星爆発のメカニズムへの制限

利用56Ni质量对超新星爆炸机制的限制

• 发表时间: 2021
• 作者: 齋藤晟

Constraints on Explosion Timescale of Core Collapse Supernovae Based on Systematic Analysis of Light Curves

基于光曲线系统分析的核心塌陷超新星爆炸时标约束

• 发表时间: 2022
• 作者: Sei Saito

Constraints on Explosion Timescale of Core Collapse Supernovae Based on Systematic Analysis of Light Curves

基于光曲线系统分析的核心塌陷超新星爆炸时标约束

• 发表时间: 2022
• 作者: Sei Saito

Constraints on the Explosion Timescale of Core-collapse Supernovae Based on Systematic Analysis of Light Curves

基于光曲线系统分析的核心塌陷超新星爆炸时标约束

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac6bec
• 发表时间: 2022
• 作者: Saito Sei;Tanaka Masaomi;Sawada Ryo;Moriya Takashi J.
• 通讯作者: Moriya Takashi J.