光⾚外線⼤学間連携OISTERによる近傍超新星爆発のフォローアップ観測
⼭中雅之 (甲南⼤学)
前⽥啓⼀(京都⼤)、川端弘治(広島⼤)、⽥中雅⾂(国⽴天⽂台)、冨永望(甲南⼤)、⾼⽊勝俊、中岡⻯也、川端美穂(広島⼤)および 光⾚外線⼤学間連携メンバー
2016年度 岡⼭・光⾚外UM @ 国⽴天⽂台三鷹 2016 Sep. 7-8

OISTERにおける我々の動向<観測の流れ>初期より長期間観測可能な近傍超新星(TNS, ATELなど)
13等より明るい~1 yr-1
15等より明るい~10 yr-1

論文出版状況
(ToO 7件, 2編出版, 2編投稿)

SN 2011by
SN 2011dh (13ge論文で使用)
SN 2011fe
SN 2012Z (MY+ 2015)
広島かなたでフォローアップ
大変興味深いなら.. SN 2012dn (MY+ 2016)
SN 2013ge (MY+ submitted)
OISTER ToO!
SN 2016coi (MY+ submitted)

大学間連携関係者の皆様に感謝申し上げます。
山中直(2ヵ月)今⽇の⽬次• ついに明らかに！スーパーチャンドラセカール超新星の正体(MY et al. 2016, PASJ, in press)• 緩やかに進化するIc超新星の可視近外線観測(MY et al. submitted to PASJ)• 極超新星(BL SN)での史上初めて強いヘリウムの検出 (MY et al. submitted to ApJL)• そして3.8mとの”連携”へ…

今⽇の⽬次• ついに明らかに！スーパーチャンドラセカール超新星の正体(MY et al. 2016, PASJ, in press)• 緩やかに進化するIc超新星の可視近外線観測(MY et al. submitted to PASJ)• 極超新星(BL SN)での史上初めて強いヘリウムの検出 (MY et al. submitted to ApJL)• そして3.8mとの”連携”へ…

Ia型超新星爆発の親星候補

降着シナリオ（シングル）

親星不明
合体シナリオ（ダブル）シングル:伴星からの星風による濃い星周環境スーパーチャンドラセカー
ル超新星
広島1.5mKanataSN 2009dc

ぐんま
1.5m

Yamanaka et al. 2009

明るさ

● 09dc(吸収あり)
× 09dc(吸収なし)-- 普通のIa型

極大光度からの日数
波長

明るい
ゆるやかな減光

強い炭素の吸収遅い膨張速度 ~8000km/s

回転のない白色矮星の爆発では説明不可

SN 2012dn in ESO 462-G016
Position
R.A. 20:23:36.26
Decl. -28:16:43.4

高度 < 30度✔ 7/8(梅雨) 発見✔ 最も近いスーパーチャンドラ候補(=distance ~ 30 Mpc)
✔ 早期にidentify (極大1週間前)

史上最も多くの情報を提供しうるスーパーチャンドラ候補
徹底した可視近赤外線観測によりその描像を明らかにする。

光赤外線大学間連携を通じたToO
観測

高い機動性
シンプルな観測モード
天候に関係なく取得
可OKU51cm

J, H, Ksバンド差分光度曲線

MY+ 2016, PASJ

SN 2012dn のJ, H, Ks フラックスをSN 2009dcで引き算(本質的な超新星成分をSN 2009dcと仮定)
赤外線超過成分：
Ksバンド50dまで急激に増光した後に、フラットな変化を示す：NIR エコーを示唆モデル(Maeda et al. 2015)との比較：colorとタイムスケー
ルをよく説明するのは、
0.048pc, 5.5x10-4MSun
炭素系ダストSN 2012dnの親星：降着シナリオ

降着シナリオ->星周物質プレスリリース (Jun 7)

科学新聞
Nature World News
Science Daily
オランダ・ロシア・ウクライナ・中国などの宇宙自然系ニュースサ
イトにて掲載今日の目次• ついに明らかに！スーパーチャンドラセカール超新星の正体(MY et al. 2016, PASJ, in press)• 緩やかに進化するIc超新星の可視近外線観測(MY et al. submitted to PASJ)• 極超新星(BL SN)での史上初めて強いヘリウムの検出(MY et al. submitted to ApJL)• そして3.8mとの”連携”へ…

Ib/c型超新星の多様性
初期スペクトル＝外層IbIc

⼤
⼩ 初期質量・星⾵
連星相互作⽤
稀にGRBに付随(ただし、エネルギーの⼤きいIc型超新星のみ)
エジェクタ質量の多様性<->親星質量

Galama et al. 1998?

Ib/c型超新星の親星多様性
親星が同定：わずかに１例のみ
SN 2007gr

Ic

爆発前
Cluster?

Chen et al. 2014, ApJ, 790, 120

iPTF13bvn
爆発前
Ib 親星(WR?)

Cao et al. 2013, ApJ, 775L, 7

⼀⽅で、親星モデルは星⾵・連星でもヘリウムを完全にはぎ取れない(例えばWoosely+1995)

低質量連星系
シナリオ

単独星シナリオ

10-15M◎

25-30M◎

星⾵?

WR?

?

連星相互作⽤SN IbcMejの⼩さいIc型??
⼤きなIb型??

SN 2013ge : OISTERでのToO観測
発⾒⽇2013 年11 ⽉8.80 ⽇
発⾒者
板垣公⼀⽒
⺟銀河
NGC 3287
距離〜20Mpc (とても近傍)
発⾒等級 17.3mag型
Ic型✔これほど近傍でIc型超新星が出現する確率は⽐較的稀✔ 典型的なIc型超新星の可視近⾚外線サンプルは依然希少 (e.g.,SN 2007gr)

Kanata/HOWPolで得られたイメージ✔可視近⾚外線による中⻑期の観測が期待

光⾚外線⼤学間連携におけるToO観測を実施

LC, スペクトル進化(一部)

BVRI LCは07grより緩やか[OI]/[CaII] LC緩やかな程大きい？
09jfと似ている非対称性のindicator? (->MY in prep)-> 進化は遅い

Bolometric LC, 2成分モデル

10-15M◎?

Bolometric LC, 1成分モデルでは合わない-> 2成分でfit, 内部コアが非常にdense
非対称爆発モデルで期待される爆発構造

LC解析：Mej〜1.7-3.5M◎-> 定性的的には10-15M◎-> 典型的なIc-> ヘリウムまではぎ取るには(少なくとも)連星は必要

SN 2016coi

ASAS 17.2Mpcの近傍銀河UGC 11868で発⾒(ASASSN-16fp; ATEL 9088)
初期のIc型極超新星 (ATEL 9090)-> SN 2002ap以来の近傍銀河での極超新星：OISTERでToO->その後、初期にヘリウムを検出(MY+, ATEL 9124)

Log(Fλ)+C

SN 2016coi : 極超新星

5000

6000
7000
8000
Rest Wavelength (Å)

9000

爆発後12⽇までHeの吸収？
膨張速度 16,000km/s@極⼤付近〜極超新星

Log(Fλ)+C

SN 2016coi : 本当にHe？

5000

6000

7000

Rest Wavelength (Å)

8000

9000

Ib型超新星（He有）をなまし、かつ⻘⽅偏移-> SN 2016coiのスペクトル => Ib-`BLʼ!

論文投稿最外層のヘリウムが含まれる、史上初めてのbroad-lined Type Ic (=Ib!?)
最近のProgenitor modelと無矛盾

木曽・3.8m望遠鏡との連携
発見年<13mag<16mag

2009

055

2010

350

2011

771

2012

578

2013

685

2014

287

http://www.rochesterastronomy.org/snimages/より

木曽サーベイ ~21mag?
+3.8m/KOOLS-IFU follow up?
Kanata/HOWPol (分光 R~400, 測光 ~19mag)-> 3.8m/KOOLS-IFU (分光 R~1000, ~21mag)

Welcome to ‘supernova zoo’!!
超新星初期の多様性（木曽サーベイ副産物？？）-> 親星の多様性
IIn -> LBV ?
Ia -> SD or DD?
Ib/ -> massive? binary?
II-pec -> BS?

希少な現象〜
Smith et al. 2007
新しい多様性明るい超新星を爆発から星雲期(13-21mag, 400日間)まで
やや暗いが希少なタイプを星雲移行期まで(16-21mag, 200日)

Summary
・ スーパーチャンドラセカール候補天体SN
2012dnの親星が降着シナリオで説明される根拠(星周ダスト)を示した
・ Ib/c型超新星SN 2013geにおいてLC解析から中心に密度の高いコアが分布していることを示した
・ 極超新星SN 2016coiにおいて史上初めてヘリウムを検出した・超新星は依然として、多様性に満ちていて、3.8m望遠鏡フォローアップで正体に迫りたい