2019 Fiscal Year Annual Research Report
Gravitational waves and electromagnetic signals from the merger of neutron star binaries
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16H02183
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
柴田 大 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (80252576)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田越 秀行 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (30311765)
関口 雄一郎 東邦大学, 理学部, 准教授 (50531779)
川口 恭平 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (60822210)
田中 雅臣 東北大学, 理学研究科, 准教授 (70586429)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 重力波 / 中性子星 / ブラックホール / キロノバ / 元素合成 / 数値相対論 / 輻射輸送計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
以下の研究課題を進めた。1：低質量でスピンがないブラックホールと中性子星の合体に関する研究を進めた。ブラックホールの質量を太陽の２倍から4.5倍程度に、また中性子星の状態方程式を３通りほど変化させながら、特に合体後に誕生する降着円盤や放出される物質のパラメータ依存性を調べた。その結果、合体時に質量放出はほとんど起きないが、太陽質量の10%程度の降着円盤がパラメータによらず誕生することが分かった。この結果については現在論文執筆中である。2：低質量連星中性子星の合体に対し、数値相対論によるニュートリノ輻射流体シミュレーションを行いその合体後の状態を初期条件として採用し、軸対称の粘性入り輻射流体計算を行い、合体後に誕生する大質量中性子星がどのように進化し、どの程度質量放出が起き、どのような元素が合成されるのか調べた。その結果、合体後に太陽質量の5%から10％程度の物質が放出され、キロノバとして明るく輝くことが分かった。また粘性が大きく質量放出が効率的に起きる場合には、合成される元素の分布が太陽組成に近いこともわかった。得られた結果は論文としてまとめ、2020年5月中に投稿予定である。3：2では、大質量の中性子星と降着円盤からなる系からの質量放出を調べたが、さらにブラックホールと降着円盤からなる系に対しても質量放出過程と元素合成について調べた。その結果、ブラックホールの質量やスピンにはあまりよらず、初期降着円盤の15~20%の質量が放出されることを明らかにした。また典型的な粘性係数を用いた場合には、放出される物質の中性子過剰度があまり上がらないため、金やウランのような超重元素がほとんど合成されないことが分かった。これはこれまで信じられて来た結果と異なる斬新な結果である。4: これら以外にも、中性子星連星の合体からの重力波とその電磁波対応天体の観測結果を解釈した論文を３本ほど書いた。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
発表した論文は随時ホームページに掲載している。
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Research Products
(14 results)
