Ca-richトランジェント iPTF15eqvの可視近赤外測光分光観測
河原直貴、山中雅之、川端弘治、中岡竜也、川端美穂、長木舞子（広島大）、他
近年発見された中で、早期から可視スペクトルに強いカルシウムの輝線を示す特異な超新星が報告されている。 そのような超新星は Ca-rich トランジェントと呼ばれている。Ca-rich トランジェント
は極大期のスペクトルに水素の吸収線が見られず、ヘリウムの吸収線が見えることから Ib 型として報告される。しかし、後期スペクトルに おいては Ib/c 型に見られる酸素の輝線が非常に弱く、卓越したカルシウム輝線を持つスペクトルを示す。母銀河は楕円銀河が多く、母銀河から数十kpc 離れているものも見つかっている。大きな固有運動で脱出したとしても、大質量星の寿命の間では到達できないような距離で、その親星は低質量である白色矮星が有力とされている。 爆発シナリオとして白色矮星起源熱核暴走反応シナリオと 8-10𝑀⨀ 程度の大質量星の重力崩壊シナリオが考えられているが、不明な点は多い。爆発シナリオに言及できるほど明瞭なデータはまだ得られていない。 本研究対象である iPTF15eqvは先行研究(Milisavljevic et al. 2017)で後期観測が行われており、スペクトルにはカルシウムの非常に強い輝線が確認された。また、重力崩壊型であるIb/Ic型超新星とCa-richトランジェントの中間的な超新星であることが示唆されている。
我々は 2015年9月27日に発見されたCa-richトランジェント iPTF15eqv について、広島大学かなた望遠鏡を用いて可視近赤外線測光分光観測を行った。この超新星は Ca-rich トランジェントとしては珍しく渦巻き銀河で発見された。発見当初から非常に強いカルシウムの禁制線が見えた。これは Ca-rich トランジェントとの類似性を示す。一方で、極大日から 30 日後の絶対等級は平均的なCa-rich ト ランジェントよりも 2 等程度明るく Ib/Ic型と似た値を示す。&'Ni生成量も、Ib/Ic 型の分布に合致する。さらに、ヘリウムの吸収線速度は Ib型、Ca-rich トラ ンジェントのどちらとも似ていることがわかった。これらの結果から、この超新星は多く の観測的特徴が平均的な Ca-rich トランジェントと良く似ていることがわかった。一方で、 絶対光度はそれらに比べると非常に明るく、むしろ重力崩壊型である Ib/Ic型超新星に近い。まとめると、これらは Ca-rich トランジェントの多様性として解釈でき、さらなる多様性の存在を示唆する。

Ⅰ序論

Ⅰ- Ⅰ特異な突発現象の発見

Ⅰ- Ⅱ Ca-rich トランジェント

近年：大規模な新天体サーベイ→特異な突発現象の発見

観測的特徴

Kawabata et al. 2010

後期のCa輝線が非常に強い超新星が見つかってきてる！
→Ca-rich トランジェント[Ca II] が非常に強い[Ca II] >>[O I]

爆発シナリオ

Ia型 WDの爆発
Ib/ Ic型 重力崩壊
II型 重力崩壊
Ca-rich？

Ø可視スペクトルに卓越したカルシウムの輝線
Ø初期にヘリウムの吸収線が見える（Ib型に見られる特徴）
Ø暗い → Rバンドで -16[mag]（平均的なIb型の明るさ： -17.9±0.9[mag] (Drout et al. 2011 )）Ø楕円銀河で多く見つかっている（Ia型に見られる特徴）
Ø 母銀河から離れて見つかるものもある→ 低質量である白色矮星が親星？

爆発シナリオ

iPTF15eqv

かなた望遠鏡親星モデル

母銀河

WD どこでも（楕円銀河も）
WR星
渦巻き銀河
RSG
渦巻き銀河
？
楕円銀河（外縁部）

環境→白色矮星起源？
観測→核爆発型？重力崩壊？

⇒ 全くわかってない！

モデルとの比較でシナリオを議論する
本研究では近傍銀河に現れた
Ca-richトランジェントiPTF15eqvの観測を行った

その正体は全く不明である

Ⅲ 先行研究Ca-richトランジェントは観測例が10天体程（良いデータセットはない）と非常にすくなく、質の良い観測サンプルを取得することは重要である。

光度曲線、スペクトル進化（速度）からエジェクタの観測的性質を類推する

Ca-rich トランジェント

Ø白色矮星起源の熱核暴走反応？
Ø8-10𝑀⨀ の重力崩壊？

Ⅱ観測

Ⅰ- Ⅳ 本研究の背景/目的

Ⅰ- Ⅲ 各超新星の特徴

Ⅳ 光度曲線先行研究：Milisavljevic et al. 2017

光度曲線 (B,V,R,I,J,H,K)

取得データ
撮像：2015/9/27〜2015/12/18 (unfilterd)
2016/02/06〜2016/06/08 (g,r,i)
スペクトル：2015/12/31〜
iPTF15eqv

12[Ca II]

HOWPol
測光：B,V,R,I
分光：低分散 , R=400

2015年9月27日発見
近傍銀河NGC3430（渦巻き銀河）に現れた超新星（距離～30.4Mpc）
RA ： 10:52:11.4 Dec ： +32:57:02
9月28日- 観測開始 測光(21晩) 分光(11晩)

他のCa-richトラン
ジェント(7天体)と比較

HONIR
可視近赤外同時観測
測光:B,V,R,I,J,H,Ks

Milisavljevic et al. 2017161820Ca-richトラン
ジェントと示唆Ⅴ スペクトル[Ca II]

57400

57300

MJD[day]

極大日付近のデータが得られなかった

先行研究
p CarichトランジェントとIb/c型の中間p 重力崩壊型シナリオを示唆
p [Ca II]/[O I] ~ 10 （Ib型: [Ca II]/[O I] ~ 0.5）

スペクトルの時間進化（2015/10/02〜21）
He I

14

等級[mag]

後期のスペクトル
データから強いカルシウムの輝線が確認された極大日を推定する

フラックス×オフセット + α

15/10/02
15/10/05
15/10/06

Ⅵ 極大日推定<光度曲線フィッティング>

15/10/15
15/10/21静止波長[Å]

Ca-richトランジェントに特徴的なヘリウムの吸収線とカルシウムの輝線が3週間に渡って見えた

Ⅶ 吸収線速度

iPTF15eqvも矛盾しない
0

Rバンド極大からの日数100

Ⅷ スペクトルの比較
He I<Ib/IIb>[Ca II] 見えないSN1999dn(Ib) +40d

iPTF15eqv +50d

He (λλ 6678,7065)
見えない
PTF11kmb(Ca-rich) +24d

△PTF11kmb(Ca-rich) +24d◯

下限値
発見日 = 極大日 + 20d

iPTF15eqv(this work)

Ib/IIb/Ic

iPTF15eqv(this work)

SN2008ax(IIb)

PTF12bho(Ca-rich)Ca-rich

光度曲線フィッティング◯ スペクトル比較より

発見日= 極大日 + 30dとする

Ⅹ 結論

SN1999dn(Ib)

PTF10iuv(Ca-rich)

PTF10iuv(Ca-rich) +37d

静止波長[Å]

SN2012hn(Ca-rich)Ca-richトランジェントである PTF10iuv, PTF12bho,
SN 2012hn と比べて2等近く明るい
Ibc型と似た等級、重力崩壊型？

<Ca-rich>[Ca II]の禁制線
見える

iPF15eqv(this work) 2015/10/13
SN2005E(Ca-rich) +18dSN2012hn(Ca-rich)

Rバンド極大からの日数[Ca II]

SN2008ax(IIb) +35d

Ca-richトランジェン
トとスペクトル比較することにより極大日を推定<Early phase>

20d

SN2007gr(Ic)

Rバンド絶対等級 [mag]

速度[km/s]

Ib/IIb型とCa-richの速度進化に大きな差はない<スペクトル比較>

日数𝑣)*~8500km/s

4000

-20

PTF12bho(Ca-rich)+30d -青色系：Ib/IIb型
暖色系：Ca-rich

6000

2000

PTF10iuv(Ca-rich)

Ⅸ 絶対光度比較

He(5876)の吸収線速度比較
16000

等級[mag] + const.

15/10/13

Ca-richトランジェントと光度曲線をフィッティングすることにより極大日を推定

発見日= 極大日 + 20d と仮定15/10/11

u iPTF15eqvの近赤外光度曲線、より早期の可視光度曲線およびスペクトルのサンプルの取得に成功した
u 観測結果Ca-richIbc型
光度曲線進化(Ⅳ,Ⅸ)△○
絶対光度(Ⅸ)
×(→議論)○𝑣)* (Ⅶ)○△
early spectra(Ⅷ)○×[Ca II]/[O I](Ⅲ)○×
u 議論
iPTF15eqvの極大時の絶対光度は–17.0±0.5等程度と推定され、今まで発見されてきたどのCa-richトランジェントよりも明るい。
しかし、爆発シナリオの１つ白色矮星起源の熱核暴走反応シナリオ(Shen et al. 2010)では絶対光度は– 16.5±1.5等になると示唆されており、これと無矛盾である。
u 結論
iPTF15eqvは Ib/c型で見られるような特徴との一致も見られたが、他の Ca-rich トラン ジェントとの共通点は多く、Ca-richトランジェントの多様性として解釈して矛盾は無い。
Ca-rich トランジェントのさらなる多様性の存在を示唆する。

Ⅺ OISTERへの提案
全くの正体不明天体であるので、多波長観測で可視や近赤外線の性質を知ることが重要である。
bolometric corerction を得てejecta properties (𝐸6 , 𝑀78 ) をより正確に求めることがことが非常に重要である。
Ca-richトランジェントが現れた際には、早期から多波長での密な長期観測を行いたいと考えている。