表面での爆発から星の死への旅立ち

【概要】

東京大学,京都大学,国立天文台,東京大学国際高等研究所 カブリ数物連携宇宙研究機構の研究者からなる研究グループは,すばる望遠鏡に搭載された超広視野主焦点カメラ「Hyper Suprime-Cam(ハイパー・シュプリーム・カム)」を用いた観測により,爆発直後の Ia 型超新星をとらえることに成功しました.この超新星の観測的特徴を解明するためにスーパーコンピュータ「アテルイ」によるシミュレーションを行った結果,白色矮星の外層部にあるヘリウムが核融合反応を起こすことを引き金に, 衝撃波が中心に伝わって,星全体が爆発したと考えると説明できることがわかりました.この機構は数十年来提案されていましたが,その確たる証拠がとらえられたのは初めてです.本研究は Ia 型超新星の爆発機構を解明する第一歩であり,Ia 型超新星を宇宙論的距離測定の標準光源として用いる精度を高めることにも役立つと期待されます.本研究成果は,2017年10月5日付で英国の科学雑誌『ネイチャー』に掲載されました.(2017年10月5日 プレスリリース)



図1:すばる望遠鏡 Hyper Suprime-Cam が撮影した爆発直後の Ia 型超新星.
Credit: 東京大学/国立天文台



図2:白色矮星に降り積もったヘリウムが星の表面で爆発し,白色矮星の中心の核融合反応に点火した模様を表す想像図.
Credit: 東京大学理学系研究科附属天文学教育研究センター

内容の詳細についてはこちらをご覧ください:国立天文台 すばる望遠鏡 プレスリリース「表面での爆発から星の死への旅立ち」

研究者からのコメント
田中雅臣(国立天文台 理論研究部/CfCA 助教,総合研究大学院大学 物理科学研究科 天文科学専攻 助教)
「今回の研究では,東京大学の Jiang さんや土居教授らとすばる望遠鏡HSCの広視野を活かして高頻度の超新星探査を行ったことで,Ia 型超新星爆発の最初の一日を捉えることができました.観測されたスペクトルはこれまで知られていた超新星のスペクトルと異なるものでしたが,京都大学の前田准教授が行った「アテルイ」を用いたシミュレーションによってその正体が突き止められました.多くの研究者がすばる望遠鏡や「アテルイ」を使って協力することで,観測とシミュレーションにより Ia 型超新星の爆発メカニズムの証拠が得られたことを嬉しく思います.」


【論文について】

題目:A hybrid type la supernova with an early flash triggered by helium-shell detonation
著者:Ji-an Jiang, Mamoru Doi, Keiichi Maeda, Toshikazu Shigeyama, Ken’ichi Nomoto, Naoki Yasuda, Saurabh W. Jha, Masaomi Tanaka, Tomoki Morokuma, Nozomu Tominaga, Željko Ivezić, P. Ruiz-Lapuente, M.D. Stritzinger, P.A. Mazzali, Christopher Ashall, Jeremy Mould, D. Baade, Nao Suzuki, Andrew J. Connolly, F. Patat, Lifan Wang, Peter Yoachim, David Jones, Hisanori Furusawa, Satoshi Miyazaki
掲載誌:Nature
DOI:10.1038/nature23908

この研究成果は,科学研究費補助金 16H01087, 26287029, 26800100, 17H02864, 6H06341, 16K05287, 15H02082, 26400222, 16H02168, 17K05382 によるサポートを受けています.また,以下の研究費のサポートも受けています.
The World Premier International Research Center Initiative (WPI Initiative), MEXT, Japan The research grant program of the Toyota foundation (D11-R-0830).
The support from the US National Science Foundation through award AST-1615455 The research grant (13261) from VILLUM FONDEN.


【本研究で使用されたスーパーコンピュータについて】

スーパーコンピュータ「アテルイ」(Cray XC30)は、国立天文台天文シミュレーションプロジェクトが運用する、シミュレーション天文学専用のスーパーコンピュータです。理論演算性能1.058 Pflops(ペタフロップス)を誇り、シミュレーション天文学専用機としては世界最速を誇ります。2013年4月に国立天文台水沢キャンパス(岩手県奥州市)に設置されて以来、毎年約140名ほどの国内外の天文学者がアテルイを利用し研究しています。(右画像 クレジット:国立天文台)

関連記事:「天文学専用スーパーコンピュータ「アテルイ」,さらに2倍の計算速度へ」(2014年11月プレスリリース)


【画像の利用について】

【関連リンク】

すばる望遠鏡 プレスリリース「表面での爆発から星の死への旅立ち」
東京大学 プレスリリース「表面での爆発から星の死への旅立ち」
東京大学カブリ数物連携宇宙研究機構(Kavli IPMU) プレスリリース「表面での爆発から星の死への旅立ち」
京都大学 プレスリリース「表面での爆発から星の死への旅立ち」