Electromagnetic counterparts modeling for binary neutron star mergers

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K21044
• Project/Area Number (Other): 18H05859 (2018)
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund (2019); Single-year Grants (2018)
• Review Section: 0203:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Kawaguchi Kyohei 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (60822210)
• Project Period (FY): 2018-08-24 – 2020-03-31
• Keywords: 重力波天文学 / 電磁波対応天体 / kilonova

Outline of Final Research Achievements

We investigate the kilonova lightcurves by systematically performing multi-wavelength radiative transfer simulations varying the mass, velocity, density structure, element abundance of the ejecta. In particular, we perform the simulations considering the various situations which can be realized in the neutron star binary mergers based on the recent numerical-relativity simulations, nucleosynthesis calculation, and atomic structure calculation for r-process elements. We applied the obtained lightcurve models to the recent observations of a gamma-ray-burst and gravitational wave event, and discussed the property of the central engines.

Free Research Field

宇宙物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

初の連星中性子星合体からの重力波イベントGW170817以降、多くの中性子星連星合体からの重力波イベント候補が報告されており、それらに伴うkilonovaフォローアップ観測も勢力的に行われている。そうした中kilonova光度曲線を輻射輸送計算によって系統的に調べ、その放出物質の質量や速度、形状、物質構成に対する依存性を明らかにする事は急務である。この研究において得られた光度曲線と放出物質の性質の間の系統的な理解、ならびにそのモデルの適用例は、観測されたkilonovaの光度曲線から放出物質の性質の情報にせまるための基礎となるものである。