国内連携における超新星爆発の観測状況報告2014
山中雅之(甲南大学 平生太郎基金研究員)

OAO/光赤外UM@国立天文台三鷹キャンパス 2014 Aug 11 - 12

研究グループと観測戦略
新天体探索

発見

サーベイ
観測

KISS
アマチュア
天文家
田中さん
講演

早期(~<120d)フォローアップ観測
広島大学かなた
HOWPol,HONIR
即日観測解析

全SNe:N~1500yr-1,近くて明るくて爆発から間もないSNe(m<16mag,D<50Mpc):
N~10-20yr-1

同定
分光(CBET,ATEL)
1,2 day delay
大阪教育大51cm

より暗い時期での分光

中後期(120-170d)follow up

光赤外線大学間連携事業(OISTER)
フォローアップ観測兵庫県立大なゆた

光度色スペクトル進化-> 詳細診断-> 極めて特異な(興味深い、稀な)天体
1-5 day delay

1.88m+KOOLSOAO/光赤外UM@国立天文台三鷹キャンパス 2014 Aug 11 - 12

コア研究グループ：解釈と議論
広島大かなた望遠鏡による観測
データ解析
および研究遂行高木勝俊さん(D1)
森 健彰さん(M2)川端 美穂さん(M1,大教より異動)
中岡 竜也さん(M1)
指導川端弘治さん(准教授)

京都大総合アドバイス
すばる後期観測前田啓一さん(准教授)

甲南大
データ解析、議論、論文化
隔週
山中雅之
TV会議 (PD, 5月に京都より異動)

2013年9月より
前田啓一さん京都に異動-> 全体の研究活動に対する推進力の向上-> 今後に期待

大阪教育大
51cm望遠鏡による観測および研究遂行
増本一成さん(M2)

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~隔週
京都にて議論

国立天文台アドバイス
岡山中期観測田中雅臣さん(助教)

2013/2014年、進行中を含む観測研究テーマ① 極めて明るいIIn型超新星 SN 2010jl の可視と近赤外による後期観測 (PI :K.S.川端(広島大), 上野(広島大修士卒)) : in prep
② 光赤外線大学間連携による特異なIa型超新星SN 2012Zの可視近外線観測(PI : 山中(甲南大PD)) : core member ドラフト回覧中③ 光赤外線大学間連携によるsuper-Chandrasekhar SN 2012dnの可視近赤外線観測 (PI: 山中(甲南大PD)): 議論中④ 中間光度Ia型超新星の超早期観測による爆発日推定(PI : 山中(甲南大PD), 前田(京都大), M川端(広島大M1)) : published⑤ 暗いIIP型超新星SN2013amの可視近赤外線観測(PI : 森(広島大M2)):解析中⑥ 短いプラトーフェーズを示したIIP型超新星SN 2013buの可視測光分光観測(PI : 増本(大教大M2)) : core member ドラフト回覧中⑦ 明るいショックブレイクアウトが見られたIIb型超新星SN 2013dfの可視測光分光観測 (PI : M川端(広島大M1)) : core member ドラフト回覧中 (川端さん講演)⑧ 親星が初めて同定されたIb型超新星iPTF13bvnの可視測光分光観測(PI : 高木(広島大D1)) : core member ドラフト回覧後 pending⑨ 近傍銀河M82に出現した非常に明るいSN 2014Jの可視近赤外線偏光分光観測(PI : K.S.川端) : submitted (秋田谷さん講演)
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中間光度Ia型超新星の超早期観測による爆発日推定
MY, K. Maeda, M. Kawabata, M. Tanaka et al. 2014, ApJ, 782L, 35

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Ia型超新星の起源：親星の正体は？
観測的特徴の類似性、スペクトルに見られる鉄系元素の卓越-> 白色矮星の熱核暴走反応

明るさと⊿m15(B)の相関関係

どのような系の白色矮星が熱核暴走に至るか、未解決WhiteDwarf

明るいMS or (RG)

Prieto et al. 2006

ゆっくり減光
明るさと減光速度：極めて良い相関

WD-WDmergerSingle degenerate v.s.
Double degenerate-> 30年来の未解決問題⇒宇宙論的な距離の決定⇒ダークエネルギーの存在を示唆。
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SN 2012ht in NGC 3447

発見の経緯が凄い
2012年12月16日 限界等級 (18.8)
by 板垣さん (CBET 3349)

2012年12月18日 18.3等で発見
2012年12月19日 16等に！
Nishiyama & Kabashima (2012)

SN 2012ht

2012年12月20日 Kanataで観測開始

増光率から、爆発間もない可能性が極めて高い。
国内望遠鏡による可視測光分光の即日ToO観測を実施。
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観測：かなた、なゆた、大教51cm
広島大1.5m
Kanata/HOWPolBVRI測光 : 33夜
分光(R=400) : 12夜C1

西はりま天文台
2.0m Nayuta/MALLS分光(R=600/1200)：4夜

HOWPol : 初期 aperture、51cm : PSF測光
系統誤差の一因となるColor termは補正済み

大阪教育大
51cm/Andor, ST10BVRI測光 : 40夜
さらに、西山さん椛島さんデー
タ(2夜)をPSF測光で再解析

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SpectraKanataHOWPolNayutaMALLS

SN 2012htは測光分光的に中間光度 SN 2004eoによく似ている
親星直接成分と見られる炭素の吸収線も検出
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直接観測によるRise Timeの決定：中間光度では初西山さん椛島さん発見
板垣さん
限界等級

爆発後2.0d以内から連続的な測光観測->史上5例目、中間光度では初めて謝辞
光赤外線大学間連携事業

減光速度に関わらず、Rise time～17dと似ている-> 一方で、subluminous(91bg-like)な天体は有意に短い?
-> 今後の観測研究に期待

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光赤外線大学間連携による特異なIa型超新星SN 2012Zの可視近外線観測
MY et al. in prep

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特異なIa型超新星：正体不明

明るいほどゆるやか-> Phillips relation

Prieto et al. 2006

親星：白色矮星を含む連星系->限界質量一定からの核暴走->似通った性質 : 距離指標

ところが、WLRに乗らない特異なIa型の発見(Type Iax)

最も暗いType Iax SN 2008ha
ある時期で重力崩壊型に非常に類似->もはや核暴走ですらない?

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光赤外線大学間連携関連望遠鏡群
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OAO/MITSuMEOAO/WFC

埼玉大 55cm☆

※ 非連携機関☆ 協力機関京都大40cmOAO/光赤外UM@国立天文台三鷹キャンパス 2014 Aug 11 - 12

SN 2012Z in NGC 1309
UBg’VRIzJHKs light curves

スペクトル(05hkとの比較)

SN 2012ZはType IaxのプロトタイプであるSN 2005hkによく似ている-> 波長方向に密に観測成功
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SN 2012Z in NGC 1309

SN 2012ZはType IaxのプロトタイプであるSN 2005hkによく似ている-> 波長方向に密に観測成功
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新規性１: Spectral Energy Distribution
可視近赤外線で波長方向に最も密なSEDを作成することができた

同じhost NGC 1309に出現した典型的なSN 2002fkと比較(距離の不定性小さい)
典型的なIa型では、t=30d(第二極大光度付近)において, 1.2um(Jバンド)付近にgapが見られるが、SN2012Zは比較的のっぺりしている。
-> おおむね1成分

ギャップ

しかしながら、t=40dあたりで、SN2012Zにも、1.2umでgapが見られるようになる。
-> 1成分ではない。

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新規性2 : J-H, J-Ks and H-Ks Color Evolutions
J-H, J-Ksについては、典型的なIa型(SN 2001el)とは(当然)振る舞いが異なる。
Iaxである05hkと08haはJ, H, Kのデータが少ないものの、非常によくトレースする。
一方で、H-Ksでは、05hk, 08haも少ない点であるものの一致しており、さらに、典型的なIa型ともよく似ている。
-> 将来の宇宙論的パラメータ制限のための遠方Ia型のrest frame Hバンド観測では注意が必要かもしれな
い。

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新規性3: Late-phase photometry & spectroscopy
初期において、SN 2005hkと非常によく似ているにも関わらず、後期に予期しない減光を示した。
またスペクトルに見られるCa
II IR triplet, Ca II]、NaIDなどFWHMが05hkのものの6-7倍程度広い。
-> inner ejectaの膨張速度が速い。
端的に言って、E/Mが大きいと解釈される。先行研究の理論が予測するMej, EKとの比較をする(今後の課題)

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新規性4 : 母銀河の環境と金属量FOCASの撮像データにH II regionが見られる。(100pc程度の近傍の領域)-> Halpha光度から類推される星生成先行研究においては、Type IIPのhost環境との類似性指摘(Lyman et al. 2013)-> 最近の連星進化(WS+MS; いわゆるSD)から予測される速いdelay timeとも一致するセンススペクトルの[O III]/Hbetaと[N II]/Halphaの比から金属量を推定12+log(H/O)=8.5+/-0.3(Galaxy~ 8.8)
過去の08ha、10ae(両者とも12Zに比べて極めて暗い。)と同じようにやや低金属環境か

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爆発モデル：multi-spot deflargration

Km s-1

最近、Iaxを再現する(だろう)と提唱されている爆発モデルの一つ(大前提：Iaを再現する爆発モデルは依然として未決着)

56Ni distribution(mixing)

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先週Natureを含む3編の論文がastro-phにStritzinger et al. 2014, submitted
可視紫外域での測光
初期-200dの可視近赤外線分光

ただし、近赤外線測光データは非常にsparse-> 可視近赤外線、あるいは近赤外線測光での議論は我々のデータが優勢

McCully et al. 2014, accepted to Nature

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Summary• 広島大を中心に近傍超新星の爆発間もない時期からの観測を実施している。
• 年間3-5天体程度について興味深いデータが取得できつつあり、それぞれ解析/議論/論文執筆中である。
• 2013/8-2014/7までに1編が出版、1編が投稿中, 4編ドラフト回覧中である

OAO/光赤外UM@国立天文台三鷹キャンパス 2014 Aug 11 - 12

OAO/光赤外UM@国立天文台三鷹キャンパス 2014 Aug 11 - 12

Vega magnitude

Light Curves
BVRIでおおよそ3等の増光-> 大増光！(過去5例未満)

3等

Δm15(B)=1.39+/-0.04 :c.f., 中間光度SN2004eo(Δm15(B)=1.46)
Iバンド第二極大到達日～22日 : 04eo-likeを支持

Days from B-band maximum

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爆発モデル：multi-spot deflargration

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爆発モデル：multi-spot deflargration

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