国立天文台 理論研究部

Research Highlights

表面での爆発から星の死への旅立ち


東京大学,京都大学,国立天文台,東京大学国際高等研究所 カブリ数物連携宇宙研究機構の研究者からなる研究グループは,すばる望遠鏡に搭載された超広視野主焦点カメラ「Hyper Suprime-Cam(ハイパー・シュプリーム・カム)」を用いた観測により,爆発直後の Ia 型超新星をとらえることに成功しました.この超新星の観測的特徴を解明するためにスーパーコンピュータ「アテルイ」によるシミュレーションを行った結果,白色矮星の外層部にあるヘリウムが核融合反応を起こすことを引き金に, 衝撃波が中心に伝わって,星全体が爆発したと考えると説明できることがわかりました.この機構は数十年来提案されていましたが,その確たる証拠がとらえられたのは初めてです.本研究は Ia 型超新星の爆発機構を解明する第一歩であり,Ia 型超新星を宇宙論的距離測定の標準光源として用いる精度を高めることにも役立つと期待されます.本研究成果は,2017年10月5日付で英国の科学雑誌『ネイチャー』に掲載されました.
詳細は以下ををご覧ください:
すばる望遠鏡プレスリリース「表面での爆発から星の死への旅立ち」
CfCAプレスリリース「表面での爆発から星の死への旅立ち」
(2017/10/05)

図:すばる望遠鏡 Hyper Suprime-Cam が撮影した爆発直後の Ia 型超新星.(Credit: 東京大学/国立天文台)

“A hybrid type la supernova with an early flash triggered by helium-shell detonation”
Jiang et al., 2017, Nature 550, 80–83 [Nature]
田中雅臣 [personal webpage]



ニュートリノ集団振動のvpプロセス元素合成への影響


重力崩壊型超新星では中心にできる原始中性子星から大量のニュートリノが放出され、ニュートリノ集団振動と呼ばれる非線形現象が起こり、ニュートリノのエネルギースペクトルが著しく変化します。これまでニュートリノ集団振動の超新星内部で起こるvpプロセス元素合成に対する影響は未解明なままでした。そこで本研究では現状最も精度の高いニュートリノの角度依存性を考慮した3フレーバーマルチアングル計算法と元素合成計算を同時に解き、ニュートリノ集団振動のvpプロセス元素合成への影響を調べました。その結果、ニュートリノの質量が順階層の場合、ニュートリノ集団振動によりvpプロセス元素合成が促進されニュートリノ集団振動を考慮しない場合に比べ、10-10^4倍多くのp元素が合成されました。本研究により、vpプロセス元素合成計算に対するニュートリノ集団振動の重要性が示唆され、p核の中でも太陽組成の起源が明らかとなっていないモリブデン92,94やルテニウム96,98の起源天体の解明につながると期待されます。
(2017/10/02)

図:p核の合成量を太陽組成で規格化したもの。ニュートリノ集団振動の効果により順階層(赤)では、集団振動を考慮しない場合(黒)に比べ、p核の合成量が増大する。

“Possible effects of collective neutrino oscillations in three-flavor multiangle simulations of supernova vp processes”
Hirokazu Sasaki, Toshitaka Kajino, Tomoya Takiwaki, Takehito Hayakawa, Baha Balantekin, and Yamac Pehlivan
2017, Physical Review D, 96, 043013 [PRD] [arXiv]
佐々木宏和



標準理論をくつがえす新種の超新星を発見


クイーンズ大学ベルファスト校及びパドバ天文台に所属するジャッコモ=テレラン博士と国立天文台理論研究部の守屋尭特任助教らの研究チームは、現在の超新星爆発の標準理論では説明不可能な超新星を発見しました。 OGLE-2014-SN-073 と命名されたこの超新星は、類似したタイプの超新星爆発の 10 倍以上のエネルギーで爆発していたのです。この超新星は、これまで理論的には予言されていたものの、実際には観測されていなかった新種の超新星である可能性があります。今回の発見で、超新星爆発のメカニズムがこれまで考えられてきたよりも多様であることが明らかになりました。この研究成果は、2017年 9月 18日に Nature Astronomy オンライン版に掲載されました。
詳細はこちらをご覧ください:「標準理論をくつがえす新種の超新星を発見」
(2017/09/22)

図: 2014年 9月 24日に観測された超新星 OGLE14-073.
Credit: Terreran et al. (2017) Nature Astronomy より改変

"Hydrogen-rich supernovae beyond the neutrino-driven core-collapse paradigm"
G. Terreran et al.
Nature Astronomy (2017) doi:10.1038/s41550-017-0228-8

守屋尭 [personal webpage]





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