2017 Fiscal Year Research-status Report
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17K05458
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
祖谷 元 国立天文台, 理論研究部, 特任助教 (70386720)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 重力波 / 原始中性子星 / 状態方程式 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
重力崩壊型超新星爆発は、コンパクト天体からなる連星系合体に次ぐ有力な重力波源である。その爆発機構は未だきちんと理解はされていないが、近年数値シミュレーションを通してコアバウンス後に特徴的な重力波振動数の進化があることがわかりつつある。超新星爆発をとおして、中心付近に原始中性子星が残されるため、その振動と密接に結びついているかもしれない。そこで、我々は数値シミュレーションでは拾いきれない原始中性子星の振動を解析するために、重力波星震学的立場から線形解析を行った。15太陽質量の親星モデルに対して、異なる２つの状態方程式を用いた三次元相対論的数値シミュレーションの各時刻での数値データを球対称化することで原始中性子星の背景モデルを用意し、その上で線形解析を行った。特に、相対論的な時空振動であるwモードと音波モードであるfモードの解析を行った。その結果、wモードやfモードの振動数時間進化は状態方程式によるが、それぞれの振動数を状態方程式依存性のないように星のコンパクトネスや平均密度の関数として表すことに成功した。つまり、wとfモードの重力波スペクトルの時間進化観測を通して、原始中性子星のコンパクトネスや平均密度の時間進化が、状態方程式によらず決まることになる。これらは、状態方程式に依存する星の質量と半径の時間進化に焼き直せるので、結果的に超新星爆発からの重力波を観測することで、高密度領域における状態方程式を原理的に決めることができることを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
超新星爆発からの重力波やその爆発機構の理解のため、数値シミュレーションは複数のグループで行われている。しかし、重力波星震学を用いた超新星爆発時の放出重力波の理解や爆発メカニズムの解明はほとんど行われていない。今回の我々の仕事を通して、地上原子核実験では制限することが非常に困難な高密度領域における状態方程式への制限の可能性を示した。今後、超新星重力波の理解を星震学的立場から進めていく良いスタートになったと思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
数値シミュレーションで励起されると言われている超新星重力波の起源を探るべく、浮力が復元力となるgモード重力波を含む振動解析を行う。冷たい中性子星と異なり、原始中性子星は明確な星表面がないため、表面をどこに置くかによりモードの振動数がどのように変化するかも調べる。また、数値シミュレーションの結果で指摘されている、原始中性子星表面付近のgモードは、局地的な振動数を見積もっただけであるため、具体的にどのような振動が励起されているかを摂動解析により明らかにする。
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| Causes of Carryover |
当初計画していた共同研究打ち合わせのためのドイツ出張の期間が先方の都合により短くなったため次年度使用額が生じた。これに関しては、共同研究打ち合わせのために国内旅費として使用する予定である。
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Research Products
(8 results)
