Theoretical studies for the multimessenger signals from strongly gravitating astrophysical phenomena

• Project Area: The creation of multi-messenger astrophysics -- The unified picture of dynamical universe driven by births of black holes
• Project/Area Number: 23H04900
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (II)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 柴田 大 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (80252576)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 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) ; 井岡 邦仁 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (80402759)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥97,370,000 (Direct Cost: ¥74,900,000、Indirect Cost: ¥22,470,000); Fiscal Year 2025: ¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000); Fiscal Year 2024: ¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000); Fiscal Year 2023: ¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
• Keywords: 中性子星合体 / コラプサー / 元素合成 / ガンマ線バースト / FRB / 重力波 / キロノバ / 中性子星連星

Outline of Research at the Start

中性子星連星の合体、大質量星のブラックホールへの重力崩壊、ガンマ線バースト、超大質量ブラックホールによる恒星や白色矮星の潮汐破壊など、マルチメッセンジャー宇宙物理学の本質的対象となる強重力天体現象を、最先端の数値相対論コードを用いて解き明かし、重力波の波形、ニュートリノ光度、および放出される高速物質の性質を明らかにする。さらに、得られたデータをベースに、元素合成計算、ジェット計算、電磁波光度曲線やスペクトルの導出を行い、今後得られると予想される観測結果を解釈するための理論モデルを構築する。特に、速い中性子捕獲に伴う重元素合成やガンマ線バーストの中心源に対する決定的な知見を得ることを狙う。