４４Ｔｉの合成量に基づいた対称・非対称な重力崩壊型超新星爆発の元素合成の解明

基于 44Ti 合成量阐明对称和不对称引力塌缩超新星爆炸中的核合成

基本信息

批准号：
16J03448
负责人：
佐藤寿紀
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J03448/
关键词：
X線天文学超新星残骸

项目摘要

本研究の目的は、重力崩壊型超新星の44Tiの合成量を調査することで、爆発モデルに伴う元素合成過程を明らかにすることであり、その実現のために、実験・観測の両面から研究を行った。本年度の研究成果を以下の3つに分けて記す。(I) 2016年に打ち上げられたひとみ衛星の軌道上キャリブレーションと観測研究を行った。ひとみ衛星に搭載された超精密X線分光システムは、Cassiopeia A内の44Tiが崩壊した後の44ScからのX線輝線検出が期待されていた。しかしながら、Cassiopeia A の観測前に運用停止となってしまったため、他の重力崩壊型超新星の残骸である、カニ星雲、G21.5-0.9、N132Dの観測研究を行った。カニ星雲では、爆発噴出物由来の熱的X線放射をこれまでにない精度で上限値を決める事に成功し、その爆発起源の推定を行った。N132Dに関しては、爆発噴出物の鉄が偏った方向に飛び交っている事を初めて示し、爆発の非対称性を議論する事が出来た。観測結果は、査読論文としてPASJから出版された。(II) Cassiopeia A は重力崩壊型超新星であり、本研究の鍵を握る44Tiからの崩壊ガンマ線が硬X線観測で発見されている数少ないサンプルである。今年度私は、この天体内の衝撃波で加速された宇宙線電子からの非熱的放射に着目した研究を行った。本研究では逆行する衝撃波に着目し、通常の前進している順行衝撃波よりも、それらの衝撃波速度が早くなっていることを観測的に初めて明らかにした。この結果は、査読論文(主著)として、APJ誌に掲載された。(III) Ia型超新星残骸ティコ、ケプラーの膨張速度をドップラー効果を用いる事で測定することに成功し、その三次元的な空間構造に迫る研究を行った。結果として、ティコとケプラーではそれぞれ対称、非対称な膨張であることがわかって来た。これらの研究内容は、それぞれ2本の査読論文(主著)として、APJ誌に掲載された。

本研究的目的是通过研究引力塌缩超新星中44Ti的合成量来阐明与爆炸模型相关的元素合成过程。为了实现这一目标，我们将从实验和观测的角度进行研究。今年的研究成果分为以下三类。（一）对2016年发射的“瞳”卫星进行了在轨定标和观测研究。瞳卫星上的超精密 X 射线光谱系统有望在 44Ti 衰变后探测到仙后座 A 中 44Sc 的 X 射线发射线。然而，在仙后座A观测之前，操作就暂停了，所以我们对蟹状星云、G21.5-0.9和N132D等其他引力塌缩超新星的遗迹进行了观测研究。在蟹状星云中，我们成功地以前所未有的精度确定了爆炸喷射物的热X射线发射上限，并估计了爆炸的起源。关于N132D，我们首次能够证明爆炸中的铁喷射物是沿着有偏差的方向飞行的，这使我们能够讨论爆炸的不对称性。观察结果由 PASJ 作为同行评审论文发表。（二）仙后座A是一颗引力塌缩超新星，是通过硬X射线观测发现的少数44Ti衰变伽马射线样本之一，而44Ti衰变伽马射线是本研究的关键。今年，我进行的研究重点是由该天体内部的冲击波加速的宇宙射线电子的非热辐射。在这项研究中，我们重点关注逆行冲击波，并首次观察到这些冲击波的速度比正常的顺行冲击波的速度更快。结果作为同行评审论文（第一作者）发表在 APJ 上。（三）利用多普勒效应成功测量了Ia型超新星遗迹第谷和开普勒的膨胀速度，并对其三维空间结构进行了研究。结果，很明显第谷和开普勒分别具有对称和非对称展开。这些研究的内容作为两篇同行评审论文（第一作者）发表在 APJ 上。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Reflectivity around the gold L-edges of x-ray reflector of the soft x-ray telescope onboard ASTRO-H

ASTRO-H 软 X 射线望远镜 X 射线反射镜金色 L 边缘周围的反射率

DOI：
10.1117/12.2232727
发表时间：
2016
期刊：
Proceedings of the SPIE
影响因子：
0
作者：
Maeda;Y.; Kikuchi;N.;Kurashima;S.;Ishida;M.;Iizuka;R.;Hayashi;T.;Okajima;T.;Matsumoto;H.;Mitsuishi;I.;Saji;S.;Sato;T.;Tachibana;S.;Mori;H.;Christensen;F.;Brejnholt;N.;Nitta;K.;Uruga;T.
通讯作者：
T.

The ASTRO-H SXT performance to the large off-set angles

ASTRO-H SXT 对大偏置角的性能

DOI：
10.1117/12.2232175
发表时间：
2016
期刊：
Proceedings of the SPIE
影响因子：
0
作者：
Sato;Toshiki et al.
通讯作者：
Toshiki et al.

NASA/GSFC/Rutgers University(米国)

NASA/GSFC/罗格斯大学（美国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

カシオペア A の逆行衝撃波の固有運動とスペクトル変動の調査

仙后座A逆行激波自行和光谱变化的研究

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
佐藤寿紀;勝田哲、馬場彩、石田學、前田良知
通讯作者：
勝田哲、馬場彩、石田學、前田良知

Direct Ejecta Velocity Measurements of Tycho's Supernova Remnant

DOI：
10.3847/1538-4357/aa6f60
发表时间：
2016-05
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
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作者：
Toshiki Sato;J. Hughes
通讯作者：
Toshiki Sato;J. Hughes

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通讯作者：
片岡祐介

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通讯作者：
Toshiki Sato