Study of the origin of the diversity of Type Ia Supernovae with high energy-resolution X-ray spectroscopy

高能分辨率X射线光谱研究Ia型超新星多样性的起源

• 批准号: 20K04009
• 负责人: 寺田 幸功
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04009/
• 关键词: X線分光観測; X線分光撮像衛星XRISM; 白色矮星; Ia型超新星; Ia 型超新星

本研究は、Ia型超新星の多様性の起源を解明すべく、X線分光撮像衛星XRISMによる過去最高のX線分光能力を最大限に活かし、爆発前の親星である白色矮星連星の重力ポテンシャルの高精度計測や、爆発直後の高温プラズマ分光による精密ドップラー計測、および、爆発後の残骸のプラズマ診断を行う課題である。具体的には、課題i) 白色矮星連星のX線分光を通じた sub-Chandrasekhar 質量の重い白色矮星の探査、課題ii) Ia型超新星の爆発直後での即時分光観測による親星の同定と輝線のドップラー計測による非対称性の診断、課題iii) Ia型超新星残骸の高温プラズマの高分解能分光観測によるプラズマ診断を用いた SD/DD分別と撮像観測による非対称性の診断、および、課題 iv) X線分光撮像衛星XRISMの観測性能強化の４課題を実施する。令和４年度時点ではXRISM衛星はまだ稼働していないため、課題 iv)に注力し、XRISM衛星の観測性能強化として、突発的に増光した白色矮星への緊急観測対応の運用準備の作業や、衛星熱真空試験における時刻精度検証の実施、軌道上キャリブレーションに向けた他衛星との調整等を実施した。これらの科学運用準備をJAXAやNASA の研究者と協力して進め、令和４年度末の時点でJAXAの審査によって開発完了と認められるにいたった。また、XRISM衛星稼働後の課題i)ii)の準備として、XRISM衛星の Performance Verification (PV)期における白色矮星の観測計画を詳細化し、強磁場白色矮星の高温プラズマ診断や、重力崩壊型の超新星 SN1987A のプラズマ診断を通じた親星推定・非平衡プラズマ診断に関する科学検討を深めた。

This study aims to clarify the origin of the multiplicity of Type Ia supernovae, to determine the maximum X-ray spectroscopic power of XRISM, to measure the gravity of white dwarf stars before and after explosion, to measure the high temperature after explosion, and to diagnose the debris after explosion. Specific topics include: i) X-ray spectroscopic communication between white dwarfs and stars, ii) detection of white dwarfs with sub-Chandrasekhar mass, and ii) real-time spectroscopic observation after the explosion of type Ia supernovae. Project iii) High-resolution spectroscopy for diagnosis of Type Ia supernova remnants at high temperatures; Project iv) Measurement performance enhancement of X-ray spectroscopic imaging satellite XRISM. The XRISM satellite will be launched in 2004. Task iv) Focus on the enhancement of XRISM satellite measurement performance, the enhancement of sudden brightness, the preparation of emergency measurement of white dwarf stars, the implementation of satellite thermal vacuum test time accuracy verification, and the adjustment of satellite orbit to other satellites. JAXA's scientific application preparation and NASA's research team have been working together to complete the JAXA review at the end of the fourth year. Preparation for XRISM satellite post-mission (i) and (ii); Detailed measurement plan for XRISM satellite Performance Verification (PV); High-temperature diagnosis of high-field white dwarf; Gravitational collapse type supernova SN 1987A; Parent star estimation; Nonequilibrium diagnosis; Scientific discussion;

项目成果

NASA/GSFC/Harvard-Smithonian CfA/University of Wisconsin(米国)

NASA/GSFC/哈佛史密森尼 CfA/威斯康星大学（美国）

University of Hurham(英国)

赫勒姆大学（英国）

Detailed design of the science operations for the XRISM mission

XRISM 任务科学操作的详细设计

• DOI: 10.1117/1.jatis.7.3.037001
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems
• 作者: Terada Yukikatsu;Holland Matt;Loewenstein Michael;Tashiro Makoto;他35名（35番目）
• 通讯作者: 他35名（35番目）

SRON(オランダ)

实隆（荷兰）

The XRISM science data center: optimizing the scientific return from a unique x-ray observatory

XRISM 科学数据中心：优化独特 X 射线天文台的科学回报

• DOI: 10.1117/12.2560840
• 发表时间: 2020
• 期刊: Proceedings of the SPIE
• 作者: Loewenstein Michael;Hill Robert S.;Holland Matthew P et al.
• 通讯作者: Holland Matthew P et al.