2023 Fiscal Year Annual Research Report
Computing electromagnetic and gravitational-wave signals from neutron star mergers
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20H00158
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
柴田 大 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (80252576)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久徳 浩太郎 京都大学, 理学研究科, 准教授 (30757125)
関口 雄一郎 東邦大学, 理学部, 教授 (50531779)
仏坂 健太 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (50867033)
田中 雅臣 東北大学, 理学研究科, 准教授 (70586429)
井岡 邦仁 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (80402759)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 重力波 / 電磁波対応天体 / マルチメッセンジャー宇宙物理学 / ブラックホール / 中性子星 / ガンマ線バースト / ダイナモ / キロノバ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
以下の複数の研究を並行して進め、研究成果を論文に発表した。1: ブラックホール・中性子星連星の合体に対する輻射磁気流体シミュレーションを長時間にわたって(2--5秒)実行した。結果の一部をPhysical Review Dに発表した。さらに、シミュレーションデータを用いて元素合成計算を行い、元素合成パターンが太陽組成に似たものになることを確認した。結果は現在投稿中である。2: 連星中性子星が合体し、その後数十msほどでブラックホールと降着円盤の系に進化する場合に対して、1秒間にわたる数値相対論的磁気流体シミュレーションを世界で初めて実行し、結果をPhysical Review Lettersに発表した。また、合体後大質量中性子星が誕生する場合にも高解像度シミュレーションを実行し、ダイナモ効果によって磁場が増幅し、その結果大量の中性子過剰物質が放出されうることを示した(Nature Astronomyに発表)。3：回転する大質量星がブラックホールと降着円盤を形成させる場合に対して輻射粘性流体計算を実行した。降着円盤での粘性加熱の結果、星全体が超新星のように爆発することを初めて示した。親星の質量が大きい場合には、極超新星エネルギーを説明できることも示した。結果をAstrophys. JとPhysical Review Dに発表した。4: ガンマ線バーストのcollapsarモデルの確立のために輻射磁気流体シミュレーションを行い、Physical Review Dに成果を発表した。ブラックホール形成後にある程度強いpoloidal 磁場が存在すれば、ガンマ線バーストを説明するのに十分なエネルギーのジェットが形成されることを示した。一方でエネルギーが大きくなりすぎる問題を指摘した。他にもキロノバモデル構築、輻射流体数値コード開発、修正重力理論における数値相対論などの研究を進めた。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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