2021 Fiscal Year Research-status Report
Study of black hole-neutron star binary mergers in the era of multi-messenger astronomy
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19K14720
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
久徳 浩太郎 京都大学, 理学研究科, 准教授 (30757125)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 宇宙物理 / 重力波 / 相対論 / ブラックホール / 中性子星 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
この若手研究の期間中に得られた成果やその実際の観測例への応用を含め、過去の数値相対論によるブラックホール・中性子星連星の合体計算に基づく知見をまとめ、この分野ではトップクラスといえるレビュー専門誌Living Reviews in Relativityに180ページ超のレビュー論文を投稿・出版した。期間中に遂行する予定であった研究課題が迅速に進んだため、この延長線上にあるさらなる挑戦的課題として、GW190425のようにブラックホール・中性子星連星か連星中性子星かの判定が難しい系に対し、将来の類似イベントにおける重力波・電磁波のマルチメッセンジャー観測による峻別を目指し、ニュートリノ放射輸送と磁気流体力学とを取り入れた数値相対論計算を遂行している。合体前から合体後までを一貫して計算することで、重力波の計算はもちろん、合体時の力学的質量放出、合体後に残る降着円盤からの円盤風、それぞれを整合的に計算することが当面の目標である。放出される物質の質量や速度だけでなく、ニュートリノ放射輸送を解いているため、中性子過剰度も定量的に計算することができる。現在計算中のモデルでは、力学的質量放出の計算は完了し、過去の研究と整合的な成果を得ている。さらに、降着円盤風も駆動が確認される段階まで計算が進んでいる。今後さらに長時間の計算を行うことで、円盤風の質量・速度ならびに中性子過剰度を導出し、GW190425に類似の系からの質量放出の全貌を得られると期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
共同研究者に恵まれたこともあって低質量連星合体や降着円盤風の系統的調査が迅速に進み、さらに初年度に検出されたGW190425に対し既に研究成果が応用されたことを受け、計画していなかったニュートリノ磁気流体数値相対論計算を実施する段階に至ったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、ニュートリノ輸送・磁気流体効果を取り入れた連星合体計算を進め、元素合成や電磁波放射の理解につなげる。
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| Causes of Carryover |
引き続きコロナ禍において長期間の出張や大規模な発注が難しくなっていたため。その代わりに研究は進んでいるので、新たに開始した大規模計算の解析のために大きなメモリを積んだ計算機を購入する予定である。世界情勢も踏まえ、引き続き半導体などの相場を注視した方がよさそうである。
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