極超新星とガンマ線バーストの爆発機構及び高赤方偏移における星形成の研究

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1、超新星/極超新星爆発の流体、元素合成の2次元計算超新星/極超新星の非球対称爆発の2次元計算を系統的に行なった。この結果、爆発の非球対称の程度、爆発エネルギー等が、爆発に伴い合成される元素や、後に残される中心天体の性質にどう影響するかの詳細の議論が可能になった。例えば、非球対称爆発ではより重い元素(鉄族元素)が表面付近まで飛ばされ、軽い元素(酸素、炭素等)が中心のブラックホールに落ち込むが、この効果は非球対称性が大きい場合、あるいは爆発のエネルギーが中心天体の重力エネルギーと同程度の場合に顕著であることが明らかになった。2、超新星/極超新星の光度曲線、後期スペクトルの2次元計算2次元の輻射輸送計算コードを開発し、上記の超新星爆発モデルに基づく光度曲線、後期スペクトル計算を行なった。結果、極超新星SN1998bw、2002apについて、球対称の爆発モデルで説明のできなかった特徴が非球対称爆発で自然に説明でき、光学観測事実の殆ど全てを説明できるようなモデル(強い非球対称性を持ちエネルギーの大きい爆発)を特定することができた。3、銀河初期の化学進化における極超新星の寄与上記2において個々の極超新星をよく説明する爆発モデルの予測する元素組成パターンにより、銀河初期に形成された金属欠乏星の元素組成もよく説明できることが明らかになった。これは、銀河初期においては極超新星による星間物質汚染が効いていたことを示唆する。4、ガンマ線バーストGRB030329に付随した超新星SN2003dhの性質ガンマ線バーストGRB030329のスペクトル中に発見された超新星SN2003dhのスペクトル、光度曲線の理論計算を行なった。この結果、この超新星のエネルギーと質量はSN1998bwと同程度であることがわかり、また、スペクトルの時間変化から爆発が非球対称である可能性を指摘した。これにより、極超新星と(少なくとも一部の)ガンマ線バーストが同起源であることがほぼ確定的となった。