Ca-richトランジェント iPTF15eqvの可視近赤外データ解析
河原直貴、川端弘治、山中雅之、中岡竜也、川端美穂、長木舞子（広島大）、他かなた望遠鏡チーム
近年の大規模な新天体サーベイによって、これまでは見つかって来なかったような特異な突発現象が発見されつつある。後期スペクトルにおいてカルシウムのみが強い輝線としてが見られる
Ca-richトランジェントはその一つである。この爆発現象の多くは楕円銀河で見つかっており、非常に古い種族であることが指摘されており、白色矮星同士の合体による熱核暴走爆発のシナリオが提唱されている一方で、重力崩壊型の可能性も議論されており、その正体は全く不明である。光度曲線やスペクトル進化から爆発パラメータを推定することはシナリオを決定付ける鍵となりうる。
本研究対象であるIPTF15eqvは先行研究(Milisavljevic et al. 2017)で2015年12月31日以降の後期スペクトルデータがとられており、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、広島大学かなた望遠鏡を用いて2015年9月27日に発見されたCa-richトランジェントiPTF15eqvの可視近赤外線観測を2015年9月28日より行った。この超新星は極大日付近のデータを取る事が出来なかったので他のCa-richトランジェントとの光度曲線フィッティングとスペクトルプロファイルの比較から、発見日を極大日＋40日と推定した。光度曲線の進化はCa-richトランジェントであるSN 2012hn、PTF 10iuv(SN 2010et)、PTF12bhoと似た進化を示した。一方で、絶対光度での光度曲線は、他のCa-richトランジェントよりも2等近く明るい結果となった。スペクトルにおいては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見えた。ヘリウムの吸収線速度はCa-richトランジェントやIb/IIb型超新星と似た値を示す。これらの結果から、iPTF15eqvはCa-richトランジェントの特徴をほとんど満たすが、唯一絶対光度での光度曲線は今までのCa-richトランジェントから逸脱する。しかし、Ca-richトランジェントの爆発シナリオ候補の１つにあるHeシェル白色矮星のデトネーションでは極大日の絶対光度は– 16.5±1.5等と推定されるため、iPTF15eqvもその範囲内に収まる。したがって、iPTF15eqvは明るさの多様性を示したCa-richトランジェントである事が示唆される。

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. 2010ØCa の輝線が強い
Ø初期にヘリウムの吸収線が見えるØ暗い → 〜 -16[mag]Ø光度曲線の進化はBバンドでは早い
Ø楕円銀河で多く見つかっているØ 母銀河から離れて見つかるものもある→非常に古い星？

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]

Ⅰ- Ⅲ 本研究の背景/目的
Ib型の平均的明るさ-17.9±0.9[mag] (Drout et al. 2011 )

光度曲線、スペクトル進化からエジェクタ質量・運動エネルギーを推定→ 親星シナリオに制限を与える！

爆発シナリオLunnan et al.2017

ØHeシェル白色矮星のデトネーション (.Iaシナリオ)
Ø8-10𝑀⨀ の重力崩壊

Ⅱ観測
iPTF15eqv

かなた望遠鏡uCa-rich トランジェント
環境→白色矮星起源？
観測→白色矮星同士の合体？重力崩壊？

Ⅲ 先行研究本研究では,近傍銀河に現れたiPTF15eqvの素性を探る

Ⅳ 光度曲線

先行研究：Milisavljevic et al. 2017

iPTF15eqv

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)[Ca II]

HOWPol
測光：B,V,R,I
分光：低分散 , R=400

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

Ⅴ スペクトル
スペクトルの時間進化（2015/10/02〜21）
He I

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[Ca II]

等級[mag]

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 (others)
スペクトル：2015/12/31〜

Ca-richトラン
ジェントと示唆

MJD[day]

先行研究iPTF15eqv
p 爆発日は2015/07/24〜2015/09/12
p CarichトランジェントとIb/cの中間
p 重力崩壊型シナリオを示唆
p 𝑀#' = 2 − 4𝑀⨀ , 𝑀./ ∼ 0.04 − 0.07𝑀⨀
p 𝐸5 = 6.4 ± 4.6×10:; [erg]極大日付近のデータが得られなかった極大日を推定する

フラックス + α

Ⅵ 極大日推定<光度曲線フィッティング><スペクトル比較>
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
PTF10iuv(Ca-rich)
PTF12bho(Ca-rich)

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 吸収線速度等級[mag] + const.

SN2012hn(Ca-rich)

速度[km/s]

Ib/IIb,Ca-richと似た値を示した

下限値
発見日 = 極大日 + 20d

iPTF15eqv(this work)

発見日= 極大日 + 40d と仮定

極大日は2015/09/07以前

PTF10iuv(Ca-rich)[Ca II]

Ib/IIbではカルシウムの輝線は見えない

SN2008ax(IIb) +35d
SN1999dn(Ib) +40d

iPTF15eqv +60d

PTF11kmb(Ca-rich) +24d

iPTF15eqvはカルシウムの輝線は強い
また
PTF11kmbと比較してスペクトルの進化が緩やか<Late phase>
iPF15eqv(this work) 2015/10/13

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 + 40dとする

Ⅹ 結論

Ⅸ 絶対光度比較

SN2007gr(Ic)SN1999dn(Ib)

PTF12bho(Ca-rich)

PTF10iuv(Ca-rich) +72d
PTF12bho(Ca-rich) +54d

iPTF15eqv(this work)

PTF10iuv(Ca-rich)

~40d
似ている
50d~
スペクトルの強度比が異なる

SN2005E(Ca-rich) +51d

光度曲線フィッティングから
発見日 = 極大日 + 40dがよく合った

40d

絶対等級 [mag]He I

PTF10iuv(Ca-rich) +37d

PTF12bho(Ca-rich)

SN2008ax(IIb)

Ⅷ スペクトルの比較

SN2005E(Ca-rich) +18d

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

PTF11kmb(Ca-rich) +24d

SN2012hn(Ca-rich)𝑣"#~7500km/s

iPF15eqv(this work) 2015/10/13

20dHe(5876)の吸収線速度比較+40d -<Early phase>

iPTF15eqv(this work)

SN2012hn(Ca-rich)Date(0=R band peak) [day]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？

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 Heシェル白色矮星のデトネーション(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
多くの観測結果がCa-richトランジェントの特徴と一致した
一方で、Ibcの特徴とは一致しない点もあった。iPTF15eqvは明るさの多様性を示したCa-richトランジェントであると考えられる。