Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
連星中性子星や連星ブラックホールの合体からのなどの突発的な重力波が直接検出されるようになり、今や重力波は重力波天文学として天文学の新しい一分野となった。一方で非軸対称な構造を持ち回転している中性子星からの放出される連続的な重力波はまだ検出されておらず、その理論モデルのさらなる改良や系統的な解析が必要である。そこで本研究ではこの連続重力波、特に連星系内の中性子星からの連続重力波に着目をする。特に中性子星表面で降着物質が磁場によって支えられている磁気山モデルに着目し、モデルの改良と系統的な計算を行うことで連続重力波から中性子星の内部構造に関する理解を深めることを目指す。
連星中性子星や連星ブラックホールの合体からの重力波が直接検出されるようになり、今や重力波は重力波天文学として天文学の新しい一分野となった。本研究課題では、特に中性子星からの連続重力波に着目して研究を行ってきた。連続重力波は、振幅と周波数がほぼ一定の重力波で、自転に対して非軸対称的な構造を持ちながら回転している中性子星が連続重力波の有力な候補天体と考えられている。中性子星の非対称的な構造の起源としては様々なモデルが考えられているが、本研究課題では、連星系内の中性子星で有力視されている降着物質による磁気山モデルに特に着目して研究を進めてきた。連星系内の中性子星表面には、伴星からの質量降着により物質が降り積もってくるが、この時この降着物質が中性子星の磁場によって支えられることで、磁場によって支えられた降着物質の山、磁気山が形成されると考えられている。この山が十分に大きなサイズでも存在できる場合、この中性子星は連続重力波を放出すると考えられている。このような磁気山の研究はすでにいくつかなされているが、これまでの研究では、中性子星の磁場を単純な双極子磁場に仮定していた。しかし最近のNICERによる中性子星表面の観測結果によると、中性子星は表面付近では、双極子磁場よりも局所的に強く複雑な構造の多重極磁場を伴っていることが明らかになってきている。そこで本研究課題では、多重極磁場を伴っている中性子星の磁気山の構造を計算するための定式化と数値計算コードの開発を行い、新しい磁気山の解を多数求めた。その結果、局所的に強い多重極磁場があると、双極子磁場だけの時に比べ大きな磁気山を形成できることが分かった。さらに、多重極磁場が降着によって埋め込まれている時は、強いトロイダル磁場も一緒に埋め込まれうるということも分かった。この研究結果は論文としてまとめられ、査読つき国際誌としてすでに出版されている。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2023 2022 2021 2020
All Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results, Peer Reviewed: 11 results, Open Access: 6 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results, Invited: 1 results)
Applied Numerical Mathematics
Volume: 183 Pages: 157-172
10.1016/j.apnum.2022.08.019
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Volume: 520 Issue: 1 Pages: 24-43
10.1093/mnras/stad075
Volume: 521 Issue: 2 Pages: 2561-2576
10.1093/mnras/stad647
The Astrophysical Journal
Volume: 946 Issue: 2 Pages: 75-75
10.3847/1538-4357/acc06b
Volume: 516 Issue: 4 Pages: 5196-5208
10.1093/mnras/stac2585
Publications of the Astronomical Society of Japan
Volume: 75 Issue: 1 Pages: 103-119
10.1093/pasj/psac093
Volume: 519 Issue: 3 Pages: 3776-3784
10.1093/mnras/stac3750
Volume: 941 Issue: 1 Pages: 38-38
10.3847/1538-4357/aca095
Volume: 511 Issue: 1 Pages: 480-487
10.1093/mnras/stac036
Volume: 506 Issue: 3 Pages: 3936-3945
10.1093/mnras/stab1848
Volume: 502 Issue: 2 Pages: 2097-2104
10.1093/mnras/staa3489
