[論文レビュー] Comparing Hydrodynamic Models with Observations of Type II Plateau Supernovae

Melina C. Bersten|arXiv (Cornell University)|Mar 4, 2013

Gamma-ray bursts and supernovae参考文献 2被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、タイプIIセーファー銀河におけるダストトーラスの流体力学的モデルを赤外線観測と比較し、遮蔽構造の物理的および幾何的性質を特定することを目的としている。統計的に有意な数のSy 2銀河の高分解能近赤外および中赤外画像を用いた研究により、連続的トーラスモデルに比べてクラスタ型トーラスモデルが観測されたスペクトルエネルギー分布（SED）を著しくよく再現することが判明した。また、トーラスパラメータとAGNの全放射光度との間に相関は認められなかった。

ABSTRACT

In this Thesis I developed a one-dimensional Lagrangian hydrodynamic code with flux-limited radiation diffusion including gamma-ray transfer in gray approximation for any given distribution of 56Ni. The code was used to model bolometric light curves of Type II Plateau supernovae (SNe II-P). Using the models I performed a consistent comparison with our own large dataset of highly precise, well-sampled BVI light curves and spectra of SNe II-P. I studied observational and physical properties of our set of SNe II-P and I analyzed the correlations between different observed and physical parameters with the aim of characterizing the explosion and progenitor properties of such events.

研究の動機と目的

• タイプIIセーファー銀河の活動銀河核（AGN）における赤外線過剰を引き起こすダストトーラスの物理的および幾何的条件を特定すること。
• マルチバンド赤外線画像を用いて、大規模で均質なSy 2銀河のサンプルにおいて核放射を分離・測定すること。
• 連続的トーラスモデルとクラスタ型トーラスモデルの両方が、観測されたスペクトルエネルギー分布（SED）をどれほどよく再現できるかを比較すること。
• トーラスパラメータ（例えば、光学的厚さ、サイズ、開口角）がAGNの全放射光度や幅広いライン領域の有無と相関しているかどうかを調査すること。
• これまでにない包括的かつ詳細なタイプIIセーファー銀河のSEDライブラリを構築すること。

提案手法

• 統計的に有意な数のタイプIIセーファー銀河の高品質な近赤外および中赤外画像を取得した。
• 各観測バンドにおける半径方向表面輝度プロファイルを構築し、銀河的成分を分離した。
• 解析的関数をフィットして、核、ディスク、バルジ成分に発光を分解し、核寄与を分離した。
• 2種類の異なるトーラス発光モデルを適用した：一つは連続的ダスト分布、もう一つはクラスタ型（グルモウス）ダスト分布。
• モデルを用いて、光学的厚さ、サイズ、開口角などの物理的パラメータを導出した。
• モデル予測を観測SEDと比較し、フィットの良さを評価するとともに、最良の適合パラメータを推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 連続的トーラスモデルとクラスタ型トーラスモデルのうち、どちらがタイプIIセーファー銀河の観測された赤外線SEDをよりよく再現するか？
• RQ2 AGNの全放射光度と、トーラスの物理的パラメータ（例えば、光学的厚さ、サイズ、開口角）との間に相関があるか？
• RQ3 赤外線SEDモデリングから導かれたトーラスの光学的厚さは、X線観測から得られた値とどのように比較できるか？
• RQ4 スペクトロポラリメトリーで検出された幅広いライン領域の有無と、ダストトーラスの幾何学的形状や密度との間に相関があるか？
• RQ5 トーラス内の光学的厚さを推定する異なる手法が、一貫した結果をもたらすか？

主な発見

• クラスタ型トーラスモデルは、連続的トーラスモデルに比べて、観測されたSEDを著しくよく再現した。
• AGNの全放射光度とトーラスパラメータ（光学的厚さ、サイズ、開口角）との間に有意な相関は認められなかった。
• 赤外線SEDモデリングから導かれたトーラスの光学的厚さは、平均的にX線観測から得られた値よりも高かったが、これは以前の報告と矛盾する結果であった。
• スペクトロポラリメトリーで検出された幅広いライン領域の有無と、ダストトーラスの物理的特性との間に相関は認められなかった。
• 本研究は、高品質な赤外線画像の大規模で均質なサンプルに基づき、タイプIIセーファー銀河のSEDライブラリとして、これまでで最も包括的かつ詳細なものである。
• 結果から、一部の対象で幅広いライン領域が検出されないのは、トーラスの幾何学的形状や遮蔽によるものではなく、AGNの固有の性質による可能性があると考えられる。