Unraveling Exotic High-Density Matter from Neutron-Star Luminosity
Project/Area Number |
22KJ3227
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Project/Area Number (Other) |
22J10448 (2022)
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Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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Allocation Type | Multi-year Fund (2023) Single-year Grants (2022) |
Section | 国内 |
Review Section |
Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research (2023) Hiroshima University (2022) |
Principal Investigator |
土肥 明 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 基礎科学特別研究員
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Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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Keywords | 中性子星の冷却 / ニュートリノ / エキゾチック / X線バースト / ハドロン |
Outline of Research at the Start |
重要な観測として注目される中性子星の質量・半径は、高密度物質の密度と圧力の関係を制限することが可能であるが、どのような物質が中性子星内部に存在するかを調べることは難しい。他方、エキゾチックな物質が存在すると、速いニュートリノ冷却過程が中性子星内部で発生するため、光度の観測から物質の状態を特定することが可能である。本研究では、申請者がこれまで構築してきた中性子星の熱的進化コードを用いて、光度の観測からエキゾチックな物質の性質を解明することを目的とする。特にクオーク物質に着目し、ハドロン・クオーク相転移が連続的であるべきかどうかという物理学における未解決問題を明らかにすることを目指す。
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Outline of Annual Research Achievements |
超新星爆発によって誕生した中性子星は、νの散逸により冷えていくが、その冷え方は中性子星の内部構造と関係するため、高密度物質の情報を引き出すことが可能である。本研究課題では、このことに付随した以下の2つの研究を行った。 1:ハドロン物質の有限温度状態方程式にπ中間子凝縮の影響を取り入れて中性子星の構造や冷却曲線を計算した。その結果、π中間子凝縮によって急激な冷却を発生させることができるため、強い中性子超流動効果の仮定のもとで低温中性子星の観測を再現可能であることがわかった。また、対称エネルギーが小さい場合には、核密度を大きく超える高密度領域で状態方程式の軟化の影響を受けにくいため、π中間子凝縮を入れても最大質量があまり下がらないこともわかった。従って、対称エネルギーが小さい状態方程式では、π中間子凝縮によって低温の観測と重い中性子星の観測を同時に再現できる可能性があることを主張した。 2:低質量X線連星系内の急激な増光現象X線バースト観測から中性子星の内部情報を引き出せるか調べた。特に、急激なν冷却過程が及ぼす光度曲線の変化について調べた。結果として、急激なν冷却が発生すると、再帰時間やピーク光度が最大20%程度ほど大きくなることを示した。また、規則的なX線バースト天体GS 1826-24の光度曲線との比較により、不定性の大きい降着率の観測精度が今後向上すれば、それらの違いを区別できることもわかった。また、非常に長いX線バースト(スーパーバースト)の場合には、急激なν冷却過程の発生の有無を再帰時間の観測から特定できることもわかった。
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Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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Report
(1 results)
Research Products
(17 results)