４４Ｔｉの合成量に基づいた対称・非対称な重力崩壊型超新星爆発の元素合成の解明

基于 44Ti 合成量阐明对称和不对称引力塌缩超新星爆炸中的核合成

• 批准号: 16J03448
• 负责人: 佐藤 寿紀
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J03448/
• 关键词: X線天文学; 超新星残骸

本研究の目的は、重力崩壊型超新星の44Tiの合成量を調査することで、爆発モデルに伴う元 素合成過程を明らかにすることであり、その実現のために、実験・観測の両面から研究を行った。本年度の研究成果を以下の3つに分けて記す。(I) 2016年に打ち上げられたひとみ衛星の軌道上キャリブレーションと観測研究を行った。ひとみ衛星に搭載された超精密X線分光システムは、Cassiopeia A内の44Tiが崩壊した後の44ScからのX線輝線検出が期待されていた。しかしながら、Cassiopeia A の観測前に運用停止となってしまったため、他の重力崩壊型超新星の残骸である、カニ星雲、G21.5-0.9、N132Dの観測研究を行った。カニ星雲では、爆発噴出物由来の熱的X線放射をこれまでにない精度で上限値を決める事に成功し、その爆発起源の推定を行った。N132Dに関しては、爆発噴出物の鉄が偏った方向に飛び交っている事を初めて示し、爆発の非対称性を議論する事が出来た。観測結果は、査読論文としてPASJから出版された。(II) Cassiopeia A は重力崩壊型超新星であり、本研究の鍵を握る44Tiからの崩壊ガンマ線が硬X線観測で発見されている数少ないサンプルである。今年度私は、この天体内の衝撃波で加速された宇宙線電子からの非熱的放射に着目した研究を行った。本研究では逆行する衝撃波に着目し、通常の前進している順行衝撃波よりも、それらの衝撃波速度が早くなっていることを観測的に初めて明らかにした。この結果は、査読論文(主著)として、APJ誌に掲載された。(III) Ia型超新星残骸ティコ、ケプラーの膨張速度をドップラー効果を用いる事で測定することに成功し、その三次元的な空間構造に迫る研究を行った。結果として、ティコとケプラーではそれぞれ対称、非対称な膨張であることがわかって来た。これらの研究内容は、それぞれ2本の査読論文(主著)として、APJ誌に掲載された。

The purpose of this study is to investigate the synthesis of 44Ti in gravitational collapse supernovae, and to study the synthesis of companion elements in the explosion. The research results of this year are recorded in the following three points. (I)2016- X-ray detection of 44Ti and 44Sc in Cassiopeia A is expected. Before the detection of Cassiopeia A, the detection of the remnants of other gravitational collapse supernovae, the nebula, G21.5-0.9 and N132D was carried out. X-ray emission from the nebula and explosion ejecta; upper limit of accuracy; and estimation of explosion origin. N132D is concerned with the development of explosive emissions in the direction of flight and interaction. The results of the survey were published in the journal PASJ. (II)Cassiopeia A gravity collapse type supernova, the key of this study is to grasp the 44Ti collapse type supernova, the hard X-ray detection line is to see the number of small particles. This year, the study of the acceleration of shock waves in the sky and the non-thermal emission of cosmic rays and electrons has been carried out. In this study, the impact of retrograde shock waves, normal forward shock waves, and early shock wave velocities were measured. The results of this study were published in the journal. (III)The expansion velocity of Type Ia supernova remnants was determined successfully and the three-dimensional spatial structure was studied. The result is that the number of people who are not in the right place is increasing. The research contents of this paper are as follows: 1.

项目成果

NASA/GSFC/Rutgers University(米国)

NASA/GSFC/罗格斯大学（美国）

カシオペア A の逆行衝撃波の固有運動とスペクトル変動の調査

仙后座A逆行激波自行和光谱变化的研究

• 发表时间: 2017
• 作者: 佐藤寿紀;勝田哲、馬場彩、石田學、前田良知
• 通讯作者: 勝田哲、馬場彩、石田學、前田良知

Freely Expanding Knots of X-Ray-emitting Ejecta in Kepler’s Supernova Remnant

• DOI: 10.3847/1538-4357/aa8305
• 发表时间: 2017-07
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Toshiki Sato;J. Hughes

X線観測によるケプラーの超新星残骸の明るい塊構造の三次元速度測定

利用 X 射线观测对开普勒超新星遗迹的明亮星团结构进行三维速度测量

• 发表时间: 2017
• 作者: 佐藤寿紀;John P. Hughes
• 通讯作者: John P. Hughes

Direct Ejecta Velocity Measurements of Tycho's Supernova Remnant

• DOI: 10.3847/1538-4357/aa6f60
• 发表时间: 2016-05
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Toshiki Sato;J. Hughes