Simulations of supernova explosion with self-consistent turbulence model incorporated: Dynamics of neutron star genesis

• Project/Area Number: 23K25895
• Project/Area Number (Other): 23H01199 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 横井 喜充 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (50272513)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 政田 洋平 福岡大学, 理学部, 准教授 (30590608) ; 滝脇 知也 国立天文台, 天文シミュレーションプロジェクト, 准教授 (50507837)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2027: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2026: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2025: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2024: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2023: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
• Keywords: 超新星 / 乱流 / サブグリッド・スケール・モデル / 中性子星 / プラズマ / 原始中性子星 / 磁場 / 機械学習

Outline of Research at the Start

大質量星の終末期，重力崩壊から超新星爆発，中性子星の誕生に至る動的進化ダイナミクスは、謎のヴェールに包まれている．最新の大型計算機をもってしても，超新星内部の乱流を直接解像することは不可能である．本研究で目指すのは，プラズマ乱流のサブグリッドモデルの開発による超新星研究の革新である．自己無撞着なモデルを構築する．モデルの妥当性は，局所シミュレーションと物理組込型深層学習によって検証される．星の終末期の動的進化ダイナミクスを記述する平均場モデルを開発する．親星の金属量，自転，磁場などを変えた幾多の条件に対しての重力崩壊シミュレーションが可能となり，大質量星の終末期の標準理論の確立が期待される．