超新星爆発-超新星残骸進化の3次元流体モデルに基づく分子・ダスト形成の理論的研究

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本研究の目的は重力崩壊型超新星爆発の爆発から若い超新星残骸へと進化する過程で超新星放出物質内部で起こる分子・ダスト形成を理解することである。超新星1987Aは近傍で発見された最も新しい超新星であり、発見から30年余りが経ち、若い超新星残骸のフェーズへ移行している段階である。近傍であることから観測で超新星放出物質の内部が空間的に解像されており、その分布は球対称から著しく逸脱している。最近、観測的ブレークスルーとして、ALMA望遠鏡によって超新星1987Aの放出物質内部で形成されたCOおよびSiO分子からの回転遷移放射の3次元的分布が初めて捉えられた。その結果、分子からの放射の空間分布も大局的に非球対称であることが分かった。他方、理論的には、重力崩壊型超新星の爆発機構には多次元効果が本質的である他、流体不安定性に起因する物質混合も起こり得ると考えられている。しかし、そのような環境を反映した超新星放出物質でどのように分子・ダスト形成が進行するか解明されていない。これまでの申請者らの3次元流体数値計算に基づく研究により、伴星進化によって形成されたある親星の非球対称な爆発モデルで超新星1987Aの (分子観測以外の) 種々の観測を上手く説明できることが分かった。そこで、超新星1987Aを研究対象として、上記の3次元の流体モデルに基づき分子形成計算を行い、観測されたCO分子の回転振動遷移放射の光度曲線や最近のALMA望遠鏡による分子観測と比較しながら物質混合の影響を調べた。本研究の中途での中断により、最終的な結果はまだ得られていない。しかし、引き続き研究を継続し、ダスト形成への影響の調査および他の天体への適用も今後行う。