ガンマ線バーストと極超新星の発生機構及び初期宇宙の天体形成・化学進化の研究

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究課題では、ガンマ線バースト・(極)超新星の発生機構の本質、またそれらを用いて第一世代星や宇宙の化学進化を理解することを目的として研究活動を行っている。本年度は特に以下のような研究を行った。1.金属欠乏星の元素組成1次元流体・元素合成計算を用いて、超新星爆発での元素合成を金属欠乏星の元素組成の観測と比較し、金属欠乏星の組成が金属量の関数として示す傾向を超新星爆発の質量、爆発エネルギーの違いとして証明することに成功した。本研究によって超新星爆発の爆発機構は、現在と初期宇宙で大きく違わず、少なくとも金属欠乏星の元素組成に寄与した超新星爆発は、十数倍〜数十倍太陽質量程度の大質量星であったことを示唆する。2.ジェット状超新星爆発の非球対称構造近年、超新星が非球対称爆発であることが明らかとなってきている。そこで、相対論的ジェットを伴う非球対称超新星爆発の流体・元素合成計算を行い、ジェット状超新星爆発の非球対称構造を調べた。その結果、ジェット状超新星爆発においてジェットにエネルギーが集中され高エントロピー環境が実現されるため、Sc、Tiなどの元素が多めに合成されることを確認した。また、超新星残骸の元素分布が星間物質との相互作用で混合されない場合に期待される次世代星の元素組成の角度依存性について議論した。3.特異な超新星SN2006jcの観測的・理論的研究近赤外線で増光の観測された超新星爆発SN2006jcを爆発約半年後に赤外線天文衛星「あかり」によって観測した。近赤外の増光は超新星爆発によって新たに塵が形成されていることを示唆するが、「あかり」衛星の観測による詳細な赤外線観測によって、塵の温度に2成分あることが明らかにした。そのことから、SN2006jcは太陽の40倍の質量を超える大質量星が激しい質量放出を経て起こした超新星爆発であったことを明らかにした。近年、超新星が非球対称爆発であることが明らかとなってきている。そこで、相対論的ジェットを伴う非球対称超新星爆発の流体・元素合成計算を行い、ジェット状超新星爆発の非球対称構造を調べた。その結果、ジェット状超新星爆発においてジェットにエネルギーが集中され高エントロピー環境が実現されるため、Sc、Tiなどの元素が多めに合成されることを確認した。また、超新星残骸の元素分布が星間物質との相互作用で混合されない場合に期待される次世代星の元素組成の角度依存性について議論した。3.特異な超新星SN2006jcの観測的・理論的研究近赤外線で増光の観測された超新星爆発SN2006jcを爆発約半年後に赤外線天文衛星「あかり」によって観測した。近赤外の増光は超新星爆発によって新たに塵が形成されていることを示唆するが、「あかり」衛星の観測による詳細な赤外線観測によって、塵の温度に2成分あることが明らかにした。そのことから、SN2006jcは太陽の40倍の質量を超える大質量星が激しい質量放出を経て起こした超新星爆発であったことを明らかにした。