• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

重力波観測を用いた中性子星内部における物質構造への制限の可能性

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 23105711
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

祖谷 元  国立天文台, 理論研究部, 研究員 (70386720)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords宇宙物理 / 中性子星 / 重力波 / 状態方程式
Outline of Annual Research Achievements

星の最期に起こる超新星爆発の後に残される中性子星は、その内部が非常に高密度となり地上実験からそのような物性を決めるのは非常に困難である。そのため、中性子星は超高密度領域における物理を調べる最適な実験室と言える。実際、星の振動から星内部の情報を得ると言う星震学がある。そこで本研究では、中性子星の振動を解析し、得られた星の振動数が、どのように超高密度な星内部状態の影響を受けるかを調べた。特に、中性子星の中心付近では、通常のハドロン物質からクォーク物質に相転移を起こすことが示唆されているが、そのような相転移の存在が観測的にどのような変化を及ぼすかに着目する。
まずは、ハドロン・クォーク相転移を含むような現実的な状態方程式に対する、ズレ弾性率を導出した。その結果、中性子星表面付近のクラスト層における弾性率に比べ、1000倍も大きくなる事が分かった。そこで、実際にズレ振動の振動数を求める為の数値コードを作成した。そして、ハドロン・クォーク物質から成る混合相の厚みをコントロールするパラメータであるクォーク物質の表面張力の値を幾つか用いて数値計算を行った。その結果、ハドロン・クォーク物質混合相におけるズレ振動数はその表面張力に強く依存すること、中性子星表面付近のクラスト層での振動数より10倍程度大きくなることが分かった。特に、ハドロン・クォーク相転移でのズレ振動に於ける基本振動数は、クォーク物質の表面張力に比例する事がわかった。つまり、観測が進み中性子星からの振動が上手く同定できるようになれば、地上実験では決める事の困難なクォーク物質の表面張力の値に、制限が付けられると期待される。実際、このような制限は、地上での実験とは全く異なる種類の観測的な制限であり、クォーク物質に対する相補的な制限が可能であると期待される。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (7 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Effect of superfluidity on neutron star crustal oscillations2013

    • Author(s)
      H. Sotani, K. Nakazato, K. Iida and K. Oyamatsu
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters

      Volume: 428巻 Issue: 1 Pages: L21-L25

    • DOI

      10.1093/mnrasl/sls006

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Probing the Equation of State of Nuclear Matter via Neutron Star Asteroseismology2012

    • Author(s)
      H. Sotani, K. Nakazato, K. Iida and K. Oyamatsu
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 108巻 Issue: 20

    • DOI

      10.1103/physrevlett.108.201101

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Slowly Rotating Relativistic Stars in Scalar-Tensor Gravity2012

    • Author(s)
      Hajime Sotani
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 86巻 Issue: 12

    • DOI

      10.1103/physrevd.86.124036

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Torsional oscillations in tensor-vector-scalar thoery2011

    • Author(s)
      Hajime Sotani
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 83 Issue: 12

    • DOI

      10.1103/physrevd.83.124030

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Constraints on Pasta Structure of Neutron Stars from Oscillations in Giant Flares2011

    • Author(s)
      Hajime Sotani
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters

      Volume: 417 Issue: 1 Pages: L70-L73

    • DOI

      10.1111/j.1745-3933.2011.01122.x

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ハドロン・クォーク混合相におけるシアー振動2013

    • Author(s)
      祖谷元, 丸山敏毅, 巽敏隆
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      広島大学(広島県)
    • Year and Date
      2013-03-26
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ハドロン・クォーク間の表面張力とシアー運動2013

    • Author(s)
      祖谷元, 丸山敏毅, 巽敏隆
    • Organizer
      日本天文学会
    • Place of Presentation
      埼玉大学(埼玉県)
    • Year and Date
      2013-03-23
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 巨大フレア現象と中性子星クラストの超流動性2012

    • Author(s)
      祖谷元, 中里健一郎, 飯田圭, 親松和浩
    • Organizer
      日本天文学会
    • Place of Presentation
      大分大学(大分県)
    • Year and Date
      2012-09-20
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 中性子星クラストのずりモードにおける超流体の効果2012

    • Author(s)
      祖谷元, 中里健一郎, 飯田圭, 親松和浩
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      京都産業大学(京都府)
    • Year and Date
      2012-09-13
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 星震学を用いた核物質状態方程式への制限の可能性2012

    • Author(s)
      祖谷元、中里健一郎、飯田圭、親松和浩
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      関西学院大学(兵庫県)
    • Year and Date
      2012-03-24
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 軟γ線リピークの巨大フレア現況と核物質状態方程式2012

    • Author(s)
      祖谷元、中里健一郎、飯田圭、親松和浩
    • Organizer
      日本天文学会
    • Place of Presentation
      龍谷大学(京都府)
    • Year and Date
      2012-03-21
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 中性子星における非一様核物質構造と巨大フレア現象2011

    • Author(s)
      祖谷元
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      弘前大学(青森県)
    • Year and Date
      2011-09-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Book] Recent Advances in Quarks Research (Physics Research and Technology)2013

    • Author(s)
      Nobutoshi Yasutake, Tsuneo Noda, Hajime Sotani, Toshiki Maruyama, Toshitaka Tatsumi
    • Publisher
      Nova Science Publishers
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi