Understanding supernova gravitational waves and establishing protoneutron star asteroseismology
| Project/Area Number |
19KK0354
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Field |
Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research (2020-2022)
National Astronomical Observatory of Japan (2019) |
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Principal Investigator |
祖谷 元 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 研究員 (70386720)
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| Project Period (FY) |
2020 – 2023
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000)
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| Keywords | 宇宙物理 / 重力波 / 超新星爆発 / 状態方程式 / 中性子星 |
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| Outline of Research at the Start |
重力波の直接観測の成功を受け、今後は観測された重力波から背後の物理を抽出することが重要となる。そのためには、直接的な数値シミュレーションだけでなく、摂動的なアプローチである星震学が非常に強力な方法となる。本研究では、未だ直接観測がなされていない超新星爆発からの重力波に着目し、原始中性子星における星震学の確立を目指す。そこで、世界的な数値シミュレーションの専門家である日本国内の研究者に、応募者を含む星震学の専門家である海外共同研究者を迎えることで、日本国内での共同研究では成し得ない大いなる発展を期待する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
超新星爆発に伴う重力波シグナルは、数値シミュレーションを通してこれまで議論されてきた。一方で、その物理的背景を理解するために、我々は爆発後に生まれる原始中性子星における星震学の研究を進めている。特に、自転の効果がどのように超新星重力波に影響するかという点については、星震学的な立場から未だ全く議論されていない。そのため、超新星重力波を具体的な振動モードで同定するためには、簡単なモデルから徐々に現実的なモデルへと段階的な解析を行う必要がある。しかし、最終的に高速回転を伴う場合を議論するためには、そのような系での星震学の解析が必要となる。そこで、まずは高速回転する（冷たい）中性子星における振動モードを同定する数値コードの作成が必要である。本年度は、高速剛体回転する中性子星のモデル構築を行い、その上での振動解析の数値コードの作成を精力的に行なった。振動解析は、二次元の時間発展を解く必要があるが、一般的に中性子星におけるこのような解析では数値的な不安定が現れることが知られている。本件でも、同様に数値的な不安定が現れてしまったため、その除去に関して共同研究者と議論している最中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナがひと段落したことを受け、ようやくドイツへ渡航ができた。その結果、当初予定していた、高速回転する中性子星における振動解析の議論を開始した。まずは、高速剛体回転する中性子星モデルの構築するための数値コードを作成し、共同研究者の数値結果と比較を行うことで、数値コードの妥当性を確認した。その後、このような星モデルにおける振動解析の数値コードの作成を開始した。２次元の時間発展を解く必要があるが、予期していたように数値的不安定が出現したため、現在は、その除去を共同研究者と議論している。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、2023年度もドイツへの渡航を予定している。まずは、振動解析の際に現れた数値的な不安定の除去を試みる。仮に、長時間発展を数値的に解けるようになったのなら、星内部の各地点においてフーリエ変換することで励起される各振動モードの同定を行う。一方で、より現実的なモデルとしては、差動回転する星モデルを考慮する必要がある。そこで、差動回転する中性子星モデルを構築するための数値コードを新たに作成する予定である。また、もう一つの滞在先であるアメリカへの渡航も予定している。この渡航では、外側の境界条件の妥当性を議論する予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(31 results)
