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直接シミュレーションによる超新星爆発メカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number 17J04422
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

原田 了  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords超新星爆発 / 数値シミュレーション / 数値相対論 / ニュートリノ輸送 / 核物質状態方程式 / シミュレーション / 一般相対論
Outline of Annual Research Achievements

本研究は重力崩壊型超新星爆発のニュートリノ加熱メカニズムを調べるために、球座標一般相対論的ボルツマン輻射流体コードを開発し、超新星シミュレーションに応用することを目的としたものである。平成29年度においては重力パートを開発して真空でそれが正しく動くことを確認したほか、開発中の一般相対論的コードが将来生み出す結果と比較するために、現行の特殊相対論的ボルツマン輻射流体コードでのシミュレーションを行った。
本年度ではまず昨年度に行った回転する親星の超新星シミュレーションを詳細に解析した。その結果、超新星におけるニュートリノの運動量分布は中心から放射された成分と近傍から放射された成分の2つが存在することを見出し、これによって従来のニュートリノ輸送近似法の精度が制限されることを見出した。これらの結果は論文誌に投稿、多くの研究会等で発表したほか、博士論文の一部にもなっている。
それに加えて、再度計画を一部変更し、核物質状態方程式が異なる2つの超新星シミュレーションの結果を解析・比較するということも本年度には行った。核物質状態方程式は一般相対論的重力とともに原子中性子星の構造を決定し、放射されるニュートリノの性質に影響するため、現行のニュートン重力のシミュレーションを行っておいて、将来的に一般相対論的シミュレーションと比較することは相対論的強重力の効果を調べる上で重要となるからである。この解析により、超新星ダイナミクスとニュートリノ放射は核物質状態方程式に強く影響を受けることを見出した。加えて、この解析により状態方程式の扱いにバグが混入していたことが判明した。このバグを取り除くことにより、将来的な一般相対論的シミュレーションの信頼性を担保できるようになった。
当初計画していた一般相対論的コードの完成までは至らなかったが、その開発・応用のために必要な準備を本課題で着実に整えられたと言える。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] カリフォルニア工科大学/プリンストン大学(米国)

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  • [Int'l Joint Research] カリフォルニア工科大学(米国)

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  • [Journal Article] On the Neutrino Distributions in Phase Space for the Rotating Core-collapse Supernova Simulated with a Boltzmann-neutrino-radiation-hydrodynamics Code2019

    • Author(s)
      Harada Akira、Nagakura Hiroki、Iwakami Wakana、Okawa Hirotada、Furusawa Shun、Matsufuru Hideo、Sumiyoshi Kohsuke、Yamada Shoichi
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 872 Issue: 2 Pages: 181-181

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab0203

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Simulations of Core-collapse Supernovae in Spatial Axisymmetry with Full Boltzmann Neutrino Transport2018

    • Author(s)
      Nagakura Hiroki、Iwakami Wakana、Furusawa Shun、Okawa Hirotada、Harada Akira、Sumiyoshi Kohsuke、Yamada Shoichi、Matsufuru Hideo、Imakura Akira
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 854 Issue: 2 Pages: 136-136

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aaac29

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Core-collapse Supernova Simulations with the Boltzmann-neutrino-transport2019

    • Author(s)
      Harada, A.
    • Organizer
      RIKEN-RESCEU Joint Seminar
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      原田了
    • Organizer
      日本天文学会2019春季年会
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      原田了
    • Organizer
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  • [Presentation] The Neutrino Distributions in the Rotating Core-Collapse Superanova2018

    • Author(s)
      Harada, A., Yamada, S., Iwakami, W., Okawa, H., Nagakura, H., Sumiyoshi, K., Furusawa, S., Matsufuru, H.
    • Organizer
      Deciphering multi-dimensional nature of core-collapse Supernovae via Gravitational-Wave and neutrino signatures
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ボルツマン輻射輸送による超新星シミュレーションの核物質状態方程式依存性2018

    • Author(s)
      原田了
    • Organizer
      第31回理論天文学宇宙物理学懇談会シンポジウム「宇宙物理の標準理論:未来へ向けての再考」
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] The rotating core-collapse supernova simulation by Boltzmann-radiation transport2018

    • Author(s)
      Harada, A.
    • Organizer
      The 4th ALPS Symposium on Photon Science
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ボルツマン輻射輸送計算による回転星の超新星爆発II2018

    • Author(s)
      原田了
    • Organizer
      日本天文学会2018年春季年会
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  • [Presentation] The Neutrino Distributions in the Rotating Core-Collapse Superanova2018

    • Author(s)
      Harada, A., Yamada, S., Iwakami, W., Okawa, H., Nagakura, H., Sumiyoshi, K., Furusawa, S., Matsufuru, H.
    • Organizer
      Physics of Core-Collapse Supernovae and Compact Star Formations
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] The Rotating Core-Collapse Supernova Simulation with Full Boltzmann Neutrino Transport2017

    • Author(s)
      Harada, A., Iwakami, W., Okawa, H., Yamada, S., Nagakura, H., Sumiyoshi, K., Matsufuru, H., Imakura, A.
    • Organizer
      Workshop on the Progenitor-Supernova-Remnant Connection
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      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ボルツマン輻射輸送計算による回転星の超新星爆発2017

    • Author(s)
      原田了
    • Organizer
      第30回理論天文学宇宙物理学懇談会シンポジウム「星の物理の新地平」
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ボルツマン輻射輸送計算による回転星の超新星爆発2017

    • Author(s)
      原田了
    • Organizer
      日本天文学会2017年秋季年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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