2018 Fiscal Year Research-status Report
Study on binary evolutions with physical process around neutron star: Application to neutron star ULX
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18K03706
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| Research Institution | Kyushu Sangyo University |
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Principal Investigator |
鴈野 重之 九州産業大学, 理工学部, 特任講師 (20615364)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 連星進化 / 中性子星 / 降着円盤 / 超高輝度X線天体 / X線連星 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
中性子星（NS）をX線源とする連星系は，X線観測の黎明期から主要な観測対象である．一方，銀河系外の明るいX線点源である超大輝度X線天体(ULX)は，発見以来，中間質量ブラックホール（BH）か，超臨界降着する星質量BHかが問題となっていた．しかし近年，従来の予想に反し，ULXの一部はNS起源であることが明らかとなっている.
NS ULX発見の一報を受けて以降，我々は大きな質量輸送率を実現する連星系の研究によりNS ULX研究に切り込んできた．この中で連星系モデル作成で成果を挙げてきたが，これは現在観測されるスナップショットをモデル化しているに過ぎないというもどかしさがあった．また，現在のところ，「なぜ中性子星への超臨界降着が起こり得るのか？」「ULXとなるNSは強磁場なのか？」「ULXのどれほどの割合がNSなのか？」「通常のX線連星との決定的な違いは何か？」など，根本的な謎が未解明のままである．そこで，本研究では，新しい連星進化計算法を開発し，整合的にNS ULXの進化過程に迫ることで，これらの謎を解くヒントを得ることを目指している．
本研究では特にULXのようにNS周囲の物理過程が重要な役割を果たすような連星系の進化を考えることで，NS ULXの形成・進化過程や，通常のX線連星との差を生み出す物理を理解することを目的とする．そのため，本研究ではNSの近傍での物理過程を考慮し，それらの物理過程が連星進化に及ぼすフィードバックを検討する．そして，結果として得られる連星系のスナップショットはULXとして観測され得るのかを調べる．また，整合的な大質量X線連星の進化計算は，中性子星＝中性子星連星の存在率の再検証や，大質量連星の形成過程の理解にもつながることが期待される．
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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
中性子星の磁場進化およびスピン進化を整合的に組み込んだ，あたらしい連星進化コードの開発がほぼ終了した．現在は，磁場進化のモデルを変えることにより，中性子星のスピン，X線輝度，連星進化経路にどのような影響が及ぶのかを評価し，妥当な磁場進化モデルを検討しているところである．
現実の天体のパラメタを再現できるようなモデルパラメタの検討が終われば，実際に連星進化の網羅的計算に進むことができる．これは本研究の主たる研究ゴールであり，研究2年目（全体で3年間を予定）に本計算を進める目途がついたことから，研究はおおむね順調，または予想よりもやや早いペースで進展していると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度の研究において，連星進化コードの大枠は固まりつつある．しかし，中性子星周囲の物理過程の詳細については，様々なモデルが存在し，どのモデルを採用して計算を行うかなどを吟味する必要がある．とくに，主星がロッシュローブ満たしてからの進化については，様々な議論があり，よく検討してモデル化していく必要がある．
ある程度モデルの詳細まで詰めることができたら，パラメタを変えての網羅的計算に以降し，どのような条件で生まれた連星系が最終的にULXとして観測されるのかを調べていく．
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| Causes of Carryover |
欧州での研究会出張を行ったが，オフシーズン（2月）だったため，航空運賃および宿泊費が想定よりも大幅に安かったことが，繰越額の生じた主な理由である．
次年度も海外出張があるほか，導入予定の計算機のスペック向上などに繰越額をあてる予定である．
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