2015 Fiscal Year Research-status Report
多次元ダイナミクスと元素合成の両面から探る大質量星進化と超新星爆発
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25400281
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| Research Institution | National Institute of Technology, Kumamoto College |
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Principal Investigator |
藤本 信一郎 熊本高等専門学校, その他部局等, 教授 (10342586)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 超新星爆発 / 大質量星 / 元素合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究2年目において実施した; (1) 様々な質量・金属量をもつ恒星に対する非球対称超新星爆発における元素合成に関する研究、(2) 高速回転する特異な恒星の磁気駆動超新星爆発の際のr過程元素合成に関する研究、(3) 元素合成および核反応熱を考慮した多次元磁気流体力学コードの開発およびその並列化の結果を踏まえて、今年度は以下の研究を行った。
(1)研究発表【学会発表】の発表[4,5]において、様々な質量・金属量をもつ恒星に対して、非球対称超新星爆発の2次元数値流体力学シミュレーションおよびその結果に基づく放出ガス中の元素合成計算を行い、Ti44, Ni56などの放射性原子核の生成量を見積もり、SN1987Aや超新星残骸CasAの観測量との比較を行った。特に生成量の核反応率依存性に着目し、理化学研究所久保野茂研究員と共同で研究を行った。(2) 研究発表【学会発表】の発表[1-3]において、様々な質量・金属量をもつ恒星に対して、非球対称超新星爆発の2次元数値流体力学シミュレーションおよびその結果に基づく放出ガス中の元素合成計算を行い、特にp過程元素の生成量を調べ、球対称を仮定した場合との比較および太陽系組成との比較を行った。(3) 元素合成および核反応熱を考慮した多次元磁気流体力学コードの開発およびその並列化を行った。(4) 研究発表【学会発表】の発表[6]において、ニュートリノ光度・温度の時間進化を考慮して、様々な質量をもつ恒星に対して、非球対称超新星爆発の2次元数値流体力学シミュレーションおよびその結果に基づく放出ガス中の元素合成計算を行い、放出ガス中の元素組成およびその質量を見積もった。その結果と、より現実的なニュートリノ輸送を考慮したコードを用いて得られた結果や球対称を仮定して得られた結果とを比較した。また観測との比較を行い、重力崩壊から300-400ミリ秒以内で超新星爆発が起こる場合にモデルの結果と観測の結果が一致することを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
元素合成および核反応熱を考慮した多次元磁気流体力学コードの開発および核反応を考慮しない多次元磁気流体力学コードの並列化は完了している。しかし大規模計算を行うために欠かせない元素合成および核反応熱を考慮した多次元磁気流体力学コードの並列化の最終段階であるため、恒星進化最終段階の非球対称性の影響の調査には至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
元素合成および核反応熱を考慮した多次元磁気流体力学コードの並列化を完了し、恒星進化最終段階の非球対称性の影響の調査を行う。併せて、以下のことを行う; 今年度までの研究成果は2次元流体力学計算結果に基づいて得られたものであるが、今年度開発を行った3次元流体力学コードを使って、軸対称を仮定せずに3次元超新星爆発計算を行い、その結果に基づいて、元素合成計算を行い、2次元の場合との相違を調べる。またH27年度に引き続き、超新星爆発の際に生成される元素の生成量の見積もりと観測との比較および核反応率の依存性に関する研究も継続する。
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| Causes of Carryover |
【現在までの進捗状況】で述べたように、大規模計算を行うために欠かせない元素合成および核反応熱を考慮した多次元磁気流体力学コードの並列化の最終段階である。このため、購入予定のワークステーションの購入を見送り、現有のワークステーションで開発を行ったことにより次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
複数台のワークステーションを購入し、研究のスピードアップを図る。併せて、大容量になることが予想される計算結果を保存および管理の手間を軽減するためにNASとハードディスクを購入する。
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