2009 Fiscal Year Annual Research Report
大質量星重力崩壊における長時間進化と物理過程の研究
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21540281
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
山田 章一 Waseda University, 理工学術院, 教授 (80251403)
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| Keywords | 重力崩壊 / 超新星 / ブラックホール / 流体力学不安定 / 重力波 / ニュートリノ / 状態方程式 |
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| Research Abstract |
今年度は主として、重力崩壊型超新星コアにおける定常降着衝撃波の非球対称摂動に対する不安定をいくつかの側面から研究した。重力崩壊によって生じた衝撃波は、ニュートリノ放出と鉄の分解のため前進を止め降着衝撃波になる。この降着衝撃波は、大きな波長を持つ非球対称摂動に対して一般に不安定であることが、筆者らを含む複数の研究者らによって示されてきた。今年度特に着目するのは、この不安定に対する自転の影響である。大質量星は一般に回転しているため、こうした影響を調べることは重要である。難点は、回転をともなう定常降着流を構成することが数値的にさえ困難で、無自転の場合のような線形解析や数値計算による線形段階の研究ができないことである。筆者らは、線形段階の解析は断念する代わりに不安定の非線形飽和に対する自転の影響を数値計算により調べることにした。現実の重力崩壊では、おそらく線形段階は存在しないであろうこと、ダイナミクスに影響を与えるのは非線形段階であることなどから、非線形段階の研究の方がより重要である。回転無しで不安定が飽和した降着流を用意した後、流れに乗せて自転を導入すると、衝撃波の揺らぎの振幅は減少することがわかった。また、モード分解と時間方向のフーリエ変換により、自転と同じ向きに回転するモードの成長が促進され、逆回転のものは抑制されること、軸対称モードは影響をあまり受けないことなどが明らかになった。また、こうした3次元の不安定降着流から放出される重力波は、軸対称のものに比べよりstochasticであることもわかった。この研究では、重力波の新たな計算法も提案した。一方、一様核密度に達する直前の超新星コアには、従来考えられていたパスタ相に加え、gyroid phaseも存在する可能性が高いことを液滴模型を用い定量的に示した。
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