Nebular emission of Kilonovae

千新星的星云发射

• 批准号: 20K14513
• 负责人: 仏坂 健太
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14513/
• 关键词: キロノバ放射; 重元素の起源; 原子の禁制線データ; キロノバ 放射の解明; 元素の起源の特定; 中性子星合体が作る元素; キロノバ; 重力波天文学; 元素の起源

前年度に作成したキロノバ星雲期における重元素の放射過程の計算に必要となる原子の禁制線のリストを用いて、2017年に観測されたGW170817に付随したキロノバ放射の7.5日から10.5日後のスペクトルデータを再現できるモデルの作成を行なった。具体的には、Very Large TelescopeのXshooterという観測器で取得された可視光から近赤外線領域をカバーするスペクトルには、2.1ミクロン付近に強い輝線が現れており、この輝線に関する解釈を行なった。禁制線のリストからこの輝線は原子番号52番のテルリウムの2価イオンの微細構造線である可能性が高いことを示した。観測された輝線強度とプロファイルから必要となるテルリウム原子の質量はおよそ太陽質量の0.1%程度で膨張速度が光速度の8%程度であることがわかった。この質量と膨張速度ともに中性子星合体によって生成されるエジェクタの性質と整合的であり、中性子星合体によって生成されるエジェクタの組成分布は太陽系に含まれるR過程元素の分布と無矛盾であることを示した。この結果はAstrophysical Journal Letterに投稿予定である。キロノバ星雲期におけるイオン化状態を計算するために必要となる数値コードを開発した。具体的には、中性子過剰核のベータ崩壊によって生成される高速電子が中性子星合体エジェクタ内のイオンと自由電子と相互作用しながら減速する過程を解くことで、高速電子のエネルギースペクトルを求めることに成功した。このスペクトルの計算において、イオン化によって生成される２次電子や内核電離に付随するオージェ電子の生成も考慮した。このエネルギースペクトルと電子衝突によるイオン化の散乱断面積を組み合わせることにより、各時刻におけるイオンの電離率を求めることが可能になった。このコードを今後のキロノバ星雲期の放射モデルに実装する予定である。

Annual に done before し た キ ロ ノ バ nebula phase に お け の の radiation process calculation に る heavy elements necessary と な る atomic の banned line の リ ス ト を with い て, 2017 に 観 measuring さ れ た GW170817 に pay with し た キ ロ ノ バ radiation の 7.5 day か ら 10.5 later の ス ペ ク ト ル デ ー タ を reappearance で き る モ デ ル の made line を な っ た . Specific に は, Very Large Telescope の Xshooter と い う 観 sensor で obtain さ れ た visible light か ら nearly bare outside areas を カ バ ー す る ス ペ ク ト ル に は, 2.1 ミ ク ロ ン paying nearly に stronger い fai line が now れ て お り, こ の fai line に masato す る solution 釈 を line な っ た. Banned line の リ ス ト か ら こ の fai line は atomic mash 52 times の テ ル リ ウ ム の 2 価 イ オ ン の fine structure line で あ likely が る い こ と を shown し た. 観 measuring さ れ た fai line intensity と プ ロ フ ァ イ ル か ら necessary と な る テ ル リ ウ ム atomic の quality は お よ そ degree of 0.1% the mass of the sun の で expansion speed が light の 8% degree で あ る こ と が わ か っ た. こ の quality と expansion speed と も に neutral component fit に よ っ て generated さ れ る エ ジ ェ ク タ の nature と integrated で あ り, neutral component fit に よ っ て generated さ れ る エ ジ ェ ク タ の composition distribution は に solar system contain ま れ る R process elements distribution と の no contradiction で あ る こ と を shown し た. <s:1> the results are submitted in the Astrophysical Journal Letterに to である. The キロノバ nebulae phase における における and <s:1> the socialization state を calculation するために necessary となる values コ and ドを development た. Specific に は, temper in turning nuclear の ベ ー タ collapse 壊 に よ っ て generated さ れ る high-speed electronic が neutral component fit エ ジ ェ ク タ within の イ オ ン と free electron interaction と し な が ら deceleration す を る process solution く こ と で, high-speed electronic の エ ネ ル ギ ー ス ペ ク ト ル を o め る こ と に successful し た. こ の ス ペ ク ト ル の computing に お い て, イ オ ン change に よ っ て generated さ れ る twice electronic や kernel ionization に pay with す る オ ー ジ ェ electronic の generated も consider し た. こ の エ ネ ル ギ ー ス ペ ク ト ル と electronic conflict に よ る イ オ ン change の scattered area を group み close わ せ る こ と に よ り, each moment に お け る イ オ ン の を ionization rate for め る こ と が may に な っ た. The actual volume of <s:1> radiology モデ and に in the future <s:1> キロノバ nebular phase コ ドを is する determined である.

项目成果

Hunting wide-area optical surveys for high proper motion isolated neutron stars

寻找高自行孤立中子星的广域光学巡天

• DOI: 10.1093/mnras/stab3428
• 发表时间: 2021
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: Toyouchi Daisuke;Hotokezaka Kenta;Takada Masahiro
• 通讯作者: Takada Masahiro

Vilnius University(リトアニア)

维尔纽斯大学（立陶宛）

Nebular Emission from Lanthanide-rich Ejecta of Neutron Star Merger

• DOI: 10.1093/mnras/stab1975
• 发表时间: 2021-02
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: K. Hotokezaka;Masaomi Tanaka;D. Kato;G. Gaigalas

Tungsten versus Selenium as a potential source of kilonova nebular emission observed by Spitzer

钨与硒作为斯皮策观测到的千新星星云发射的潜在来源

• DOI: 10.1093/mnrasl/slac071
• 发表时间: 2022
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters
• 作者: Hotokezaka Kenta;Tanaka Masaomi;Kato Daiji;Gaigalas Gediminas
• 通讯作者: Gaigalas Gediminas