上級科学研究員は、最近観測されたIa型超新星や超新星残骸が、なぜ特異な化学組成を持つのかを明らかにするため、従来のIa型超新星のシミュレーションに比べて格段に正確なスキームを取り入れた多次元流体シミュレーションを行いました。爆発前の白色矮星の特性や白色矮星となる以前の星の特性の違いにより、爆発によって合成された元素の組成にどのような違いが生じるかを調べました。その結果、白色矮星が自らを支えられる最大限の質量であるチャンドラセカール質量に近い大きな質量を持ち、さらに太陽を超えるような高い金属量を持っていると、その超新星爆発によって、観測されたような大量のマンガンやニッケル、特異な鉄の同位体が作り出されることを明らかにしました。本結果は、Ia型超新星を起こす白色矮星の質量がチャンドラセカール質量に近いか小さいかという論争に重要なヒントを与えると同時に、太陽を超えるような高い金属量を持つ天体がどのように形成されるかという点において、銀河の化学進化の研究に新たな論点をもたらすものです。オンライン版に2018年7月13日付で掲載されました。(図3)しかしながら、どんな種類の連星系システムで白色矮星が超新星爆発を起こすのかに関する共通見解は未だ無い状況です。最近の多数の観測結果から、Ia型超新星とその超新星残骸に含まれている元素の組成にかなり多様性があることが分かってきました。397は、現在の標準的な理論モデルでは説明出来ない特異な化学組成を持つことが示されていますが、どのような種類の白色矮星が特異な元素存在量のパターンを生み出す要因となるのかは明らかになっていません。従来のIa型超新星のシミュレーションに比べて格段に正確なスキームを取り入れた多次元流体シミュレーションを行いました。白色矮星の特性や白色矮星となる前の星の特性の違いにより、爆発によって合成された元素の組成にどのような違いが生じるかを調べました。特任研究員は「今回の研究で最も重要で且つ独自なところは、チャンドラセカール質量に近い質量を持つ白色矮星の起こすIa型超新星がどのような組成の元素を生成するかのサーベイを、これまでで最大のパラメーターに対して行ったことです」と述べています。マンガン/鉄とニッケル/鉄の存在比は太陽での存在比のそれぞれ2倍と4倍にもなることが観測されていました。研究グループは、マンガンと鉄、ニッケルの存在比が、白色矮星の質量や金属量の影響を受けていることを明らかにしました。白色矮星の爆発によるものではないことを示しています。397の爆発前の白色矮星は太陽よりも高い金属量を持っていたはずです。今回の研究は、Ia型超新星を起こす白色矮星の質量がチャンドラセカール質量に近いか、それよりかなり小さいかという論争に重要な手がかりを与えます。それと同時に、太陽を超えるような高い金属量を持つ星の進化や銀河の化学進化の研究の重要性を示すものと言えます。本研究の次の段階としては、より多くの観測データを用いたり、モデルを他のIa型超新星に拡張させて、シミュレーションでのテストを更に行っていく予定です。オンライン版に2018年7月13日付で掲載されました。ダウンロード可能です。