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数値相対論で探る連星中性子星の合体とショートガンマ線バースト

Publicly Offered Research

Project AreaResearch on the Emergence of Hierarchical Structure of Matter by Bridging Particle, Nuclear and Astrophysics in Computational Science
Project/Area Number 21105511
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionNational Astronomical Observatory of Japan

Principal Investigator

関口 雄一郎  National Astronomical Observatory of Japan, 研究員 (50531779)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsショートガンマ線バースト / 連星中性子星 / 重力波 / 数値相対論
Research Abstract

平成21年度の研究では連星中性子星の合体の数値相対論シミュレーションを行い以下の事項の研究を行った。
(1) ショートガンマ線バーストの中心動力源として、ブラックホールとそれを取り巻くディスクが考えられている。連星中性子星の合体によってブラックホールが形成される条件について、数種類の中性子星状態方程式モデルを採用して明らかにした。合体時の天体は回転しており、その遠心力によって、回転のない場合に比べて約30%ブラックホール形成の閾値となる質量が上昇することがわかった。これは過去の研究と無矛盾である。
(2) さらに、ブラックホールの周りにディスクが形成される条件について、連星中性子星の質量比を変えたシミュレーションを行うことにより明らかにした。ショートガンマ線バーストを起こしうる大質量のディスクが形成されるためには、1:0.8程度の質量比が必要であることが分かった。
以上の成果は論文にまとめ査読論文として出版されている。
(3) 重力波は物質と相互作用することなく情報を我々に運ぶため、連星中性子星の合体からの重力波の観測はショートガンマ線バーストの中心動力源についての情報も運びうる。連星中性子星の合体によって放出される重力波の計算を行い、ショートガンマ線バーストとの関連について調べた。
以上の成果は論文にまとめ査読段階にある。
(4) 連星中性子星の合体時には、重力エネルギーが解放され熱エネルギーが生じ、ニュートリノが大量に放出される。有限温度の効果やニュートリノの効果について調べるため、新しい数値相対論コードを開発した。
以上の成果は国際会議等で発表されている。

Report

(1 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2010 2009

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Long-term general relativistic simulation of binary neutron stars collapsing to a black hole2009

    • Author(s)
      Kiuchi, K., Sekiguchi, Y., Shibata, M., Taniguchi, K.
    • Journal Title

      Physical Review D 80

      Pages: 64037-64063

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 数値相対論で探る連星中性子星の合体とショートガンマ線バースト2010

    • Author(s)
      関口雄一郎
    • Organizer
      次世代スーパーコンピュータでせまる物質と宇宙の起源と構造:素核宇宙分野融合に向けて
    • Place of Presentation
      東京大学小柴ホール
    • Year and Date
      2010-03-16
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Formulation and application of general relativistic neutrino leakage scheme2010

    • Author(s)
      関口雄一郎
    • Organizer
      New Frontiers in QCD 2010
    • Place of Presentation
      Yukawa Institute for The oretical Physics, Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2010-02-01
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 数値相対論の展望2009

    • Author(s)
      関口雄一郎
    • Organizer
      宇宙磁気流体力学のフロンティア
    • Place of Presentation
      京都大学パナソニック交流ホール
    • Year and Date
      2009-11-18
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 数値相対論と重力波2009

    • Author(s)
      関口雄一郎
    • Organizer
      重力波研究交流会
    • Place of Presentation
      国立天文台
    • Year and Date
      2009-11-06
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Full GR Simulations with Microphysics2009

    • Author(s)
      関口雄一郎
    • Organizer
      Microphysics in Computational Relativistic Astrophysics : MICRA2009
    • Place of Presentation
      Niels Bohr International Academy, Copenhagen, Denmark
    • Year and Date
      2009-08-27
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Towards constraining nuclear EOS using gravitational waves from binary2009

    • Author(s)
      関口雄一郎
    • Organizer
      Numerical Relativity and Data Analysis Meeting
    • Place of Presentation
      Albert Einstein Institute, Potsdam, Germany
    • Year and Date
      2009-07-07
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2018-03-28  

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