2017 Fiscal Year Research-status Report
内部状態を考慮に入れた中性子星を含むコンパクト連星の研究
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17K05447
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
谷口 敬介 琉球大学, 理学部, 准教授 (70586528)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 中性子星 / 準平衡解 / 内部状態 / 連星系 / ブラックホール / 数値計算 / スペクトル法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、連星中性子星やブラックホール－中性子星連星に含まれる中性子星に関して、内部状態を考慮に入れたモデルを構築し、内部にクラストやコアという構造が存在することが連星系の準平衡段階にどのように影響するかを調べ、物理過程を解明することである。そしてさらに、構成した準平衡解を数値シミュレーションの初期データとして提供し、重力波物理学に貢献することである。
本研究では、中性子星内部を中心部分のコアと外殻であるクラストという二つの領域に分割し、クラストは弾性体として扱いコアは１つの完全流体として扱うための定式化を行う研究と、そのように構成した中性子星を含む連星系を数値的に解くためのコード開発を行う研究、という二つの研究を遂行する必要がある。今年度はまず最初に、重力に関するパラメータを解くための数値計算コード開発に取り組んだ。この研究に最初に取り組んだ理由は、以前行った別の研究で開発を推進した数値計算コードが存在したため、それに改良を施すことで本研究の数値計算コードとして利用できるからである。物質が存在しない状態で、孤立したブラックホールを自転するパンクチャーとして扱い、精度よく解くことができる数値計算コードを開発した。その後、中性子星内部をクラストとコアに分割し、クラスト部分を弾性体、コア部分を完全流体として扱うという定式化に入ったが、年度内では完了することができなかった。現在は、この定式化の完成を目指し研究を行っているところである。
上記の研究と並行して、球座標を用いて作成した連星中性子星とブラックホール－中性子星連星の初期データを数値シミュレーショングループに提供し、合体シミュレーションの結果を得ている。また、差動回転する中性子星の共同研究も行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度の研究計画は、１．中性子星内部をクラストとコアという二つの領域に分割する、２．クラスト部分は弾性体として扱いコアは１つの完全流体として扱う定式化を行う、３．連星中性子星の準平衡解を求める数値計算コードを開発する、というものであった。過去に行った研究の数値計算コードを改良することで重力に関係したパラメータを求めることができると考え、まず、数値計算コード開発に着手し、物質が存在しない状況では解くことができる状況になった。しかし、この数値計算コード開発に時間を取られたため、定式化を完了することができず、最終的に連星中性子星の準平衡解を求めるところまで到達できなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
始めに、中性子星内部をクラストとコアの二つの領域に分割し、クラストは弾性体として扱いコアは一つの完全流体として扱う定式化を行う。さらに、平成３０年度の研究であるクラストに超流体中性子を入れた場合も同時に定式化する。この定式化は次年度の前半を目処に完了させる。その後、すぐに連星中性子星の準平衡解の構築を行うための数値計算コード開発に取り組み、年度内に完成させる。
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| Causes of Carryover |
今年度は研究に遅れが生じたため、２台購入する予定であった計算機を１台にした。そのため、助成金の全額を使用することができず、計算機１台分の金額を次年度に繰り越すことになった。
次年度は、遅れている研究を挽回するため、３台の計算機を購入し、専門的知識を提供してくれる研究者を招聘する予定である。
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