2011 研究助成 Research Grant Program  /  カテゴリーA: 共同研究2  Category A: Joint Research (2)
(Grant Number)
(Project Title)
すばる望遠鏡超広視野撮像カメラHyper Suprime-Camを用いた超新星爆発の検出と初期宇宙における超新星爆発を用いて得る宇宙進化の新たな知見
Detection of Supernova Shock Breakout with Subaru Telescope/Hyper Suprime-Cam and Breakthrough of Cosmic Evolution Study with Supernovae
冨永  望
Nozomu Tominaga
Department of Physics, Konan University
(Grant Amount)
企画書・概要 (Abstract of Project Proposal)

宇宙進化の原動力は星、超新星爆発であるが、その詳細な寄与については未だ明らかとなっていない。本研究は、超新星爆発最初期の最も明るい現象であるショックブレイクアウトに注目する。ショックブレイクアウトは非常に明るいことから初期宇宙を観測する手段として期待されてきたが、継続時間が短くその観測は困難であった。本プロジェクトでは、2012年にすばる望遠鏡に搭載される超広視野撮像カメラHyper Suprime-Camを用いて、多数のショックブレイクアウトを検出する。そのためには、一晩程度という短い継続時間の間に膨大な観測データを解析しショックブレイクアウト検出を行う必要がある。そこで、効率的な観測データ解析・検出アルゴリズムを開発し、高速計算機を用いた観測・解析・検出体制を確立する。さらに、ショックブレイクアウトによって可能となる約100億年前という初期宇宙における超新星爆発の直接観測をもとに、宇宙進化の最重要時期における超新星爆発の性質を明らかにし、超新星爆発を用いた宇宙進化の研究手法を確立する。これは、全く新しい初期宇宙の観測研究の誕生を意味し、宇宙の理解の革新につながる。

The cosmic evolution has been driven by stars and supernovae, the explosions of stars at the end of their lives. However, their detailed contribution to the cosmic evolution is still under debate. This project focuses on supernova shock breakout at the earliest stage in supernovae which is the brightest phenomenon in supernovae. The brightness of shock breakout set up an expectation that the shock breakout can be a probe of the early universe, but its short duration had prevented it from being detected for a long while. This project employs Hyper Suprime-Cam, an instrument with a very wide field-of-view newly equipped on Subaru telescope in 2012. In order to detect efficiently a lot of shock breakout, it is required to analyze huge amount of observational data and run a detection program in the same night as the observation is performed. This project develops an efficient algorithm for data analyses and shock breakout detection and establishes the system of observation, analysis, and detection with a rapid computer. Shock breakout enables the direct detection of supernovae in the early universe, e.g., 10 billion years ago. With the use of the distant supernovae, this project clarifies the properties of supernovae at the epoch, when is most important in the cosmic evolution, and establish a method to study the cosmic evolution with the supernova shock breakout. This is the birth of brand-new observational study on the early universe and leads a breakthrough of understandings on the universe.

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