強磁場中性子星の多次元進化計算と観測比較による内部磁場の制限

• Project Area: Nuclear matter in neutron stars investigated by experiments and astronomical observations
• Project/Area Number: 25105510
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Chiba Institute of Technology
• Principal Investigator: 安武 伸俊 千葉工業大学, 情報科学部, 助教 (10532393)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2014: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2013: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 星形成 / 惑星形成 / 恒星 / 中性子星 / マグネター / 状態方程式 / X線 / 回転平衡形状 / 進化計算

Outline of Annual Research Achievements

本年度は前年度に申請者が提唱した「非球対称星の平衡形状を求める新しい手法」について精査した。この平衡解の研究についての歴史は長く、古くはヤコビ、デデキンド、ディレクレ、リーマン、チャンドラセカールといった名だたる研究者らが取り組んできた理論天文学や応用数学における大問題でもある。先行研究においても、厳密解として知られている平衡解もすでにいくつか存在する。ゆえに申請者らの手法によって求まった平衡解が、これらの厳密解と無矛盾かを調べる必要があり、今年度はこれを調べた。
今までで最も良く知られている平衡解は蜂須法によって求められた解であるが、この解と申請者らの解が完全に一致することを申請者は系統的に確かめた。
ただし、これらの解は圧力が密度の関数としてのみ既述されるような、現象論的な状態方程式を仮定したものであった。この手法を現実的な状態方程式にまで拡張した手法としては、瓜生=江里口法とエスピノザララらによる手法の２つだけが存在している。この２つの手法では放射による効果も考慮しており、我々の手法と現状では比べられない。そこで放射過程を取り除いた藤澤法を共同研究者が開発し、この手法による解と申請者の解を比較した。結果として、完全に解は一致し申請者らの手法が完全に正しいことが立証された。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A novel formulation by Lagrangian variational principle for rotational equilibria: towards multidimensional stellar evolutions (2015)
  • Author(s): Yasutake, Nobutoshi; Fujisawa, Kotaro; Yamada, Shoichi
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters Volume: 446 Issue: 1 Pages: 56-56
  • DOI: 10.1093/mnrasl/slu166
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Hyperon mixing and universal many-body repulsion in neutron stars (2014)
  • Author(s): Yamamoto, Y.; Furumoto, T.; Yasutake, N.; Rijken, Th. A.
  • Journal Title: Physical Review C Volume: 90 Issue: 4
  • DOI: 10.1103/physrevc.90.045805
• [Journal Article] Asymmetric neutrino production in strongly magnetized proto-neutron stars (2014)
  • Author(s): Maruyama, Tomoyuki; Cheoun, Myung-Ki; Hidaka, Jun; Kajino, Toshitaka; Kuroda, Takami; Mathews, Grant J.; Ryu, Chung-Yeol; Takiwaki, Tomoya; Yasutake, Nobutoshi
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 90 Issue: 6 Pages: 067302-067302
  • DOI: 10.1103/physrevd.90.067302
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Finite size effects in hadron-quark phase transition and heavy hybrid stars (2014)
  • Author(s): N. Yasutake, R. Lastowiecki, S. Benic, D. Blaschke, T. Maruyama, T. Tatsumi
  • Journal Title: Phys. Rev. C Volume: 89 Issue: 6
  • DOI: 10.1103/physrevc.89.065803
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An investigation into surface temperature distributions of high-magnetic-field pulsars (2014)
  • Author(s): N. Yasutake, K. Kotake, M. Kutsuna and T. Shigeyama
  • Journal Title: Publications of The Astronomical Society of Japan Volume: 66 Issue: 2 Pages: 50-71
  • DOI: 10.1093/pasj/psu009
  • NAID: 40020091189
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Rapid spin deceleration of magnetized protoneutron stars via asymmetric neutrino emission (2014)
  • Author(s): Maruyama, Tomoyuki; Hidaka, Jun; Kajino, Toshitaka; Yasutake, Nobutoshi; Kuroda, Takami; Takiwaki, Tomoya; Cheoun, Myung-Ki; Ryu, Chung-Yeol; Mathews, Grant J.
  • Journal Title: Physical Review C Volume: 89 Issue: 3 Pages: 035801-035801
  • DOI: 10.1103/physrevc.89.035801
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Multi-pomeron repulsion and the Neutron-star mass (2013)
  • Author(s): Y. Yamamoto, T. Furumoto, N. Yasutake, Th. A. Rijken
  • Journal Title: Phys. Rev. C Volume: 88 Issue: 2 Pages: 2801-2801
  • DOI: 10.1103/physrevc.88.022801
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 非球対称星の進化計算を目指した 平衡形状の研究 (2015)
  • Author(s): 安武伸俊, 藤澤幸太郎, 山田章一
  • Organizer: 新学術領域研究会「中性子星核物質」
  • Place of Presentation: 京都大学（京都府京都市）
  • Year and Date: 2015-03-12 – 2015-03-14
• [Presentation] 進化計算への適用を目指した、 星の回転平衡形状を求める手法の構築 (2015)
  • Author(s): 安武伸俊, 藤澤幸太郎, 山田章一
  • Organizer: 「大質量星の進化・活動現象と星の回転」研究会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2015-02-18 – 2015-02-20
• [Presentation] Thermal Evolution of Magnetized NSs and EoS (2014)
  • Author(s): 安武伸俊
  • Organizer: コンパクト天体の活動性と磁気的性質
  • Place of Presentation: 国立天文台（東京都三鷹市）
  • Year and Date: 2014-10-27 – 2014-10-29
• [Presentation] Quark-Hadron Phase Transition with Finite-Size Effects in Neutron Stars (2014)
  • Author(s): N. Yasutake, D . Blaschke, S. Benic, T. Maruyama, T.Tatsumi
  • Organizer: Quarks and Compact Stars 2014
  • Place of Presentation: 北京大学, 中国
  • Year and Date: 2014-10-20 – 2014-10-22
• [Presentation] Evolution of Magnetized NSs (2D stars) (2014)
  • Author(s): 安武伸俊
  • Organizer: 実験と観測で解き明かす中性子星の核物質第3回研究会
  • Place of Presentation: 熱川ハイツ（静岡県賀茂郡）
  • Year and Date: 2014-09-24
• [Presentation] 質量座標系による 回転平衡形状の導出、 および恒星進化への応用 (2014)
  • Author(s): 安武伸俊, 藤澤幸太郎, 山田章一
  • Organizer: 日本天文学会秋季年会
  • Place of Presentation: 山形大学（山形県山形市）
  • Year and Date: 2014-09-11
• [Presentation] Variational approach for rotating-stellar evolution in Lagrange scheme (2014)
  • Author(s): Nobutoshi Yasutake, Shoichi Yamada
  • Organizer: New Windows on Massive Stars
  • Place of Presentation: ジュネーブ大学, ジュネーブ(スイス)
  • Year and Date: 2014-06-23 – 2014-06-27
• [Presentation] Variational approach for rotating-stellar evolution in Lagrange scheme (2014)
  • Author(s): Nobutoshi Yasutake, Shoichi Yamada
  • Organizer: Neutron Stars in Skytree 2014
  • Place of Presentation: 千葉工業大学東京スカイツリータウンキャンパス（東京都墨田区）
  • Year and Date: 2014-06-07 – 2014-06-08
• [Presentation] “Thermal Evolution of NSs” How to know the inside? (2014)
  • Author(s): Nobutoshi Yasutake
  • Organizer: ビッグバンセンター＆理研 高エネルギー天文学合同研究会
  • Place of Presentation: 埼玉県、理化学研究所
• [Presentation] EOS and thermal evolutions of magnetized neutron stars (2014)
  • Author(s): Nobutoshi Yasutake
  • Organizer: Winter School of neutron stars
  • Place of Presentation: 埼玉県、理化学研究所
• [Presentation] Pasta structures in quark-hadron phase transition by non-local NJL model (2014)
  • Author(s): NOBUTOSHI, Yasutake; LASTOWIECKI, Rafal ; BLASCHKE, David ; BENIC, Sanjin; MARUYAMA, Toshiki; TATSUMI, Toshitaka
  • Organizer: The Structure and Signals of Neutron Stars, from Birth to Death
  • Place of Presentation: イタリア、Auditorium al Duomo
• [Presentation] Finite size effects in hadron-quark phase transition with Dyson-Schwinger method (2013)
  • Author(s): Nobutoshi Yasutake, Huan Chen, Toshiki Maruyama, Toshitaka Tatsumi
  • Organizer: the Sixth International Conference on Nuclear Physics in Astrophysics (NPA-VI)
  • Place of Presentation: ポルトガル、 Malhoa hotel
• [Presentation] 星の回転平衡形状の変分原理的導出 (2013)
  • Author(s): Nobutoshi Yasutake, Shoichi Yamada
  • Organizer: Kyoto meeting 2013 spring
  • Place of Presentation: 京都府、京都大学
• [Presentation] Non-uniform structures of quark-hadron phase transition with Dyson-Schwinger model (2013)
  • Author(s): Nobutoshi Yasutake, Huan Chen, Toshiki Maruyama, Toshitaka Tatsumi
  • Organizer: 日本物理学会秋季年会
  • Place of Presentation: 高知県、高知大学
• [Presentation] “中性子星と高密度極限物質” いかにその内部情報を抜き出すか？ (2013)
  • Author(s): 安武伸俊
  • Organizer: 中性子星研究会
  • Place of Presentation: 千葉県、東京大学宇宙線研
• [Remarks] Nobutoshi Yasutake home page
  • URL: http://www.butsuri.it-chiba.ac.jp/~yasutake/
• [Remarks] Neutron Stars in Skytree
  • URL: http://www.butsuri.it-chiba.ac.jp/~yasutake/ns_skytree/