中性子星連星の合体前電磁波対応天体に関する理論的研究
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20J13806
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
和田 知己 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2021: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 高速電波バースト / 周期的高速電波バースト / マグネターフレア / 中性子星 / マグネター / Fast Radio Burst / 重力波 / 連星中性子星合体 / パルサー磁気圏 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は合体直前の磁場の強さを明らかにした上で、合体前電磁波対応天体の観測可能性を評価することである。
中性子星やブラックホールのようなコンパクト連星合体の直前には星の公転速度は光速の数十％程度になる。この領域では電磁場の多重極展開の高次の項と一般相対論的な補正が電磁波放射の光度を増大する可能性があるため、それらの効果を含めて電磁波放射の光度を評価する。
また合体前の電磁波対応天体の光度には中性子星の持つ磁場の大きさが重要になる。単独の中性子星の磁場の観測を元に、連星合体直前の中性子星の磁場を評価し、それも含めて合体前電磁波対応天体の観測可能性を評価する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度は, まず高速電波バーストの周期的活動性に関する研究発表を行った。高速電波バーストの周期性を説明するbinary comb modelについて、昨年度から引き続き研究を行った。その結果、FRB 20121102Aと呼ばれる周期的な高速電波バーストの周期を説明するには、大質量星と中性子星の連星よりも、大質量、もしくは中間質量ブラックホールと中性子星の連星の方が、許されるパラメータ空間が広いことがわかった。
次にマグネターフレアのファイアボールモデルに関する研究も行った。2020年に観測されたマグネターフレアに伴う高速電波バースト、FRB 20200428Aは高速電波バーストの一部がマグネターから発生していることを強く示唆している。高速電波バーストとマグネターフレアが同時に観測されるには、生成された高速電波バーストがマグネターフレア中を減衰せずに伝搬する必要がある。この伝搬過程を明らかにするために、まずはマグネターフレアのファイアボールモデルについて研究をした。特に、マグネター表面でファイアボール導入されるバリオンの効果と、マグネターの磁場粒子の散乱弾面積を小さくする効果を考慮し、フレアの光度と運動エネルギーを導出した。その結果、以下の３点が主に明らかになった。(1)ファイアボール中のバリオンが多い場合にはバリオンの運動エネルギーがフレアのエネルギーと同程度になること、(2)磁場による散乱断面積の抑制が、バリオンの運動エネルギーを磁場がない場合に比べて小さくすること、（３）マグネターの大局的な磁場が、バリオンの運動エネルギーを小さくすること。このバリオンの運動エネルギーは高速電波バーストの伝搬に影響することが期待され、現在その影響を研究中である。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(16 results)
