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自然科学?人文社会科学

公開日:2025年1月30日 16:28

工学部連星系の相互作用が超新星前駆天体の進化に与える影響を調査

信州大学学術188bet体育_188bet备用网址院(工学系) 准教授 衣川 智弥

 学術188bet体育_188bet备用网址院(工学系) 衣川 智弥 准教授らの188bet体育_188bet备用网址チームは、連星系の相互作用が超新星前駆天体(※1)の進化に与える影響を、世界で初めて体系的に調査しました。具体的には、連星系(※2)の超新星前駆天体は連星進化(※3)の結果、最終的に6タイプの超新星爆発(※4)を起こすと整理し、それぞれがどのくらいの割合で発生するかの推定も行いました。連星系の超新星は、他の天体現象にも大きな影響を与えており、宇宙の謎の解明への貢献が期待できます。

超新星前駆天体の188bet体育_188bet备用网址は体系的に行われてこなかった

 私達が存在する宇宙には未だ解明されていない天体現象が数多くありますが、その多くに「連星系」が深く関わっています。連星とはいわば“双子の星”であり、物質を交換しあうなど互いに影響しながら進化を遂げます。これを「連星進化」と言い、超新星爆発や重力波放射といった宇宙の始まりや進化を知るうえで重要な現象とも密接に関わっています。そのため、連星系が星の進化に与える影響を188bet体育_188bet备用网址することは、宇宙の謎を解明するうえで重要だと言えます。
 一方で、これまで、白色矮星や赤色超巨星といった質量が非常に大きく、最終的には超新星爆発を起こす「超新星前駆天体」においては、連星系の188bet体育_188bet备用网址は体系的に行われてきませんでした。

コンピューター上で超新星前駆天体の進化を再現

 こうしたなかで、今回、衣川准教授らは、連星系の相互作用が超新星前駆天体の進化に与える影響を、世界で初めて体系的に調査しました。
 具体的には、コンピューター上で連星系の超新星前駆天体の進化の過程をシミュレーションして再現しました。また、その進化の最後にどのような超新星爆発を起こすかを整理し、Ⅰbc型超新星(水素の外層を失った星が爆発する現象)、Ⅱ型超新星(水素の外層を持つ星が爆発する現象)といった6つのタイプに類型化しました。さらに、それぞれのタイプの超新星が、どのくらいの割合で発生するかの推定も行いました。
 これらの188bet体育_188bet备用网址結果については、既存の観測結果とも矛盾がないことも分かっています。

今後は初代星の188bet体育_188bet备用网址で宇宙の謎解明を追求

 先述したように、これまで、超新星前駆天体において、連星系が星の進化に与える影響の188bet体育_188bet备用网址は体系的に行われてきませんでした。そのため、本188bet体育_188bet备用网址は、連星系が星の進化に与える影響を解明するうえでの大きな一歩と言えそうです。また、超新星は、他の天体現象にも大きな影響を与えており、宇宙の謎の解明への貢献が期待できます。
 現在、衣川准教授は、次のステップに進んでいます。今度は宇宙初期に生まれた「初代星」や低金属量な星の超新星爆発を対象に、連星系が進化に与える影響の解明に挑んでいます。宇宙初期になればなるほど、宇宙誕生の謎に迫ることができるようになるため、この188bet体育_188bet备用网址成果にも注目が集まりそうです。

ポイント

  • 「超新星前駆天体」の連星進化を体系的に188bet体育_188bet备用网址

  • 連星系の超新星のタイプを6つに類型化し、それぞれの発生割合も推定

  • 連星進化だけでなく、宇宙の謎に迫る大きな一歩に

用語説明

※1 超新星前駆天体

超新星爆発を起こす前の段階にある天体。

※2 連星系

2つの恒星が互いの重力によって引き合い、共通の重心を中心にして軌道運動を行っている天体系(重力によって結びついた天体の集まり)。

※3 連星進化

連星系において、星同士で物質を交換しあうなど互いに影響しながら進化を遂げること。

※4 超新星爆発

恒星が生涯の最終段階で引き起こす非常に明るい爆発現象。宇宙の進化において重要な役割を果たす。

論文情報

雑誌名:Monthly Notices of the Royal Astronomical Society(532(4), 3926–3946, 2024)
論文タイトル:Fate of supernova progenitors in massive binary systems
著者:Tomoya Kinugawa, Shunsaku Horiuchi, Tomoya Takiwaki, Kei Kotake

https://doi.org/10.1093/mnras/stae1681(論文へリンク)

188bet体育_188bet备用网址者

衣川 智弥

所属

信州大学学術188bet体育_188bet备用网址院(工学系) 准教授 

リンク
/faculty/engineering/eict/laboratory/cat/kinugawa/ https://soar-rd.shinshu-u.ac.jp/search/detail.html?systemId=WpApjULN&lang=ja
この188bet体育_188bet备用网址テーマを選んだきっかけ

 衣川准教授が本188bet体育_188bet备用网址に取り組もうと考えた大きな理由は、「宇宙の謎を解き明かしていきたい」という想いです。天体現象のなかでも超新星爆発は、宇宙の進化に与える影響が大きな現象であるため、その謎を自分の188bet体育_188bet备用网址で解き明かしたいという想いを持ち、188bet体育_188bet备用网址に取り組んだそうです。

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