ガンマ線バースト付随超新星爆発の爆発モデリング

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本年度は、前年度に引き続いて超新星爆発に失敗して重力崩壊を起こす大質量星の理論的な研究を行ってきた。重力崩壊を起こした大質量星は中性子星を残して爆発をすると考えられているが、近年の理論計算では、中性子星を残さずにブラックホールとなるものが示唆されている。本研究では、重力崩壊時にブラックホールが形成された場合、どのような天文学的現象として観測され得るかを一次元輻射流体力学計算を用いて評価した。この計算では、重力崩壊を起こした際の急激な重力エネルギーの変化による、星の外層部分の放出を計算することができる。また独自に開発を行った計算手法により、中心のブラックホール付近からのX線放射も同時に計算することができる。その結果として、重力崩壊後、数ヶ月後から見え始めるが時間とともに減衰していく硬X線と、数年遅れて見え始める軟X線の放射両方がどの大質量星の重力崩壊からも普遍的に予期されることがわかった。これに伴った可視光での突発天体現象も本研究から示唆され、こちらは崩壊前の星の性質や、中心のブラックホールの活動によって大きく変わることがわかった。近年では、突発天体のサーベイ観測や多波長での観測も行われており、今回予測された現象が見つかれば、ブラックホール形成の瞬間を捉えることができ、近年多数発見されている恒星質量ブラックホールの形成を解明に大きく近づくことができる。これらの結果を持って、本年度は国内外での研究会での発表を行った。国内では日本天文学会秋季年会、国外では、ロシアで行われたサマースクールやドイツのガーヒンで行われた国際研究会で発表を行った。さらにこれらの結果は博士論文として提出をし、京都大学に受理された。国際査読論文雑誌、Astrophysical Journalにも投稿を行い、現在レフェリーレポートに対応中で、2020年内の受理を目処に修正を行っている。