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第一世代星の自転磁場重力崩壊とニュートリノ・重力波の放出

研究課題

研究課題/領域番号 07J02762
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関東京大学

研究代表者

諏訪 雄大  東京大学, 大学院・理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2009年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2008年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2007年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード第一世代星 / 重力崩壊 / 超新星爆発 / ガンマ線バースト / 重力波 / ニュートリノ
研究概要

140億年の宇宙の歴史の中で、最初に天体が生まれたのは、宇宙誕生から1億年の頃だったと考えられている。すばるなどの大型望遠鏡による最近の観測で、宇宙誕生から10億年頃の宇宙の様子がとらえられるようになってきた。そこでは、すでに銀河が誕生していることが分かっている。一方、宇宙背景放射から知ることのできる宇宙年齢40万年頃の宇宙は、温度は高いが物質は極めて一様であり、天体のような構造は存在しない。したがって、宇宙年齢40万年から1億年の時代に宇宙で最初の天体(第一世代星)が形成されたということになる。
本研究員はこのような第一世代星の末期の瞬間である重力崩壊について研究を進めている。第一世代星は現在の天体と比べて非常に質量が大きかったということが示唆されている。このことによって、第一世代星の進化は通常の星と大きく異なるということが分かっており、特に進化の最終段階である重力崩壊は、その巨大な質量により非常に激しいものとなることが予想される。しかしながら、その重力崩壊の際にどのような現象が起こるのかはあまり調べられてこなかった。特に、21世紀になって注目を浴びている重力崩壊における多次元の効果を取り入れている研究は皆無と言ってよく、第一世代星の重力崩壊はこれまで分かっていることはほとんどないと言って過言ではなかった。
今年度は特に、第一世代星が起こす高エネルギー天体現象に着目して研究を行った。具体的には、ガンマ線バーストの観測可能性を検証した。初代星はその最期にガンマ線バーストと呼ばれる爆発現象を起こすことが期待されているが、そういったガンマ線バーストが起こった際に重力波ではどのように観測されるのか、を計算し、将来観測計画での観測可能性を検討した(論文[1])。また、数値シミュレーションを用いて、初代星が起こしうる超新星爆発の研究も進めた。

報告書

(3件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (24件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Probing the central engine of long gamma-ray bursts and hypernovae with gravitational waves and neutrinos2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Suwa, K.Murase
    • 雑誌名

      Phys.Rev.D 80

      ページ: 123008-123008

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of Rotation on Neutrino Emission and Relic Neutrino Background from Population III Stars2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Suwa, T. Takiwaki, K. Kotake, K. Sato
    • 雑誌名

      Astrophys. J. 690

      ページ: 913-922

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonthermal neutrinos from supernovae leaving a magnetar2008

    • 著者名/発表者名
      S. Horiuchi, Y. Suwa, H. Takami, S. Ando, K. Sato
    • 雑誌名

      Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 391

      ページ: 1893-1899

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Space-based gravitational-wave detectors can determine the thermal history of the early Univers2008

    • 著者名/発表者名
      K. Nakayama, S. Saito, Y. Suwa, J. Yokoyama
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D 77

      ページ: 124001-124001

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Probing reheating temperature of the universe with gravitational wave background2008

    • 著者名/発表者名
      K. Nakayama, S. Saito, Y. Suwa, J. Yokoyama
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle physics 0806

      ページ: 20-20

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetorotational Collapse of Population III Stars2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Suwa, T.Takiwaki, K.Kotake, K, Sato
    • 雑誌名

      Publ.Astron.Soc.Japan 59

      ページ: 771-785

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gravitational Wave Background from Population III Stars2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Suwa, T.Takiwaki, K.Kotake, K, Sato
    • 雑誌名

      Astrophys.J 665

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 物質降着によるブラックホールスピンの上限値は?2010

    • 著者名/発表者名
      諏訪雄大
    • 学会等名
      宇宙ジェットのエンジンとしてのブラックホールとその進化
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2010-02-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Axisymmetric Simulation of Core-Collapse Supernovae2010

    • 著者名/発表者名
      諏訪雄大
    • 学会等名
      New Frontiers in QCD 2010
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2010-02-01
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 2次元軸対称計算によるニュートリノ駆動型超新星爆発シミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      諏訪雄大
    • 学会等名
      超新星の爆発機構とガンマ線バースト源エンジンの統一的解明
    • 発表場所
      国立天文台
    • 年月日
      2010-01-06
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ニュートリノ駆動型超新星の2次元軸対称シミュレーション2009

    • 著者名/発表者名
      諏訪雄大
    • 学会等名
      第22回理論懇シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2009-12-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 超新星爆発におけるニュートリノ輻射輸送2009

    • 著者名/発表者名
      諏訪雄大
    • 学会等名
      宇宙磁気流体力学のフロンティア
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2009-11-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Probing the central engine of long gamma-ray bursts and hypernovae with gravitational waves2009

    • 著者名/発表者名
      諏訪雄大
    • 学会等名
      High Energy Astrophysics 2009
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構
    • 年月日
      2009-11-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 〓在降着衝撃波によって引き起こすニュートリノ駆動型超新星爆発2009

    • 著者名/発表者名
      諏訪雄大、滝脇知也、固武慶、佐藤勝彦、M.Liebendorfer, S.C.Whitehouse
    • 学会等名
      日本天文学会秋季年会
    • 発表場所
      山口大学
    • 年月日
      2009-09-14
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] コラプサーモデルにおける非熱的ニュートリノ生成とガンマ線バースト中心エンジン2009

    • 著者名/発表者名
      諏訪雄大
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      甲南大学
    • 年月日
      2009-09-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 超新星はついに爆発したか?2009

    • 著者名/発表者名
      諏訪雄大
    • 学会等名
      第9回宇宙における時空・物質・構造の進化研究会
    • 発表場所
      沖縄県
    • 年月日
      2009-08-31
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 降着円盤による非熱的ニュートリノ生成とガンマ線バースト中心エンジン2009

    • 著者名/発表者名
      諏訪雄大
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2009-03-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Nonthermal neutrino production by bulk motion and implication to collapsar2009

    • 著者名/発表者名
      諏訪雄大
    • 学会等名
      重力崩壊型超新星と高エネルギー天文学
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2009-02-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 重力波で探るGRB中心エンジン2008

    • 著者名/発表者名
      諏訪雄大
    • 学会等名
      「ガンマ線バーストで読み解く太古の宇宙」第2回領域シンポジウム
    • 発表場所
      国立天文台
    • 年月日
      2008-11-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Gravitational wave emission from the central engine of gamma-ray bursts2008

    • 著者名/発表者名
      Yudai Suwa
    • 学会等名
      1st International LISA-DECIGO Workshop
    • 発表場所
      宇宙科学研究本部
    • 年月日
      2008-11-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Gravitational wave emission from the central engine of gamma-ray bursts2008

    • 著者名/発表者名
      Yudai Suwa
    • 学会等名
      RESCEU Symposium on Astroparticle Physics and Cosmology
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2008-11-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 重力波で探るガンマ線バースト中心エンジン2008

    • 著者名/発表者名
      諏訪雄大
    • 学会等名
      日本物理学会秋期大会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2008-09-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 磁気駆動型超新星爆発における元素合成2008

    • 著者名/発表者名
      諏訪雄大
    • 学会等名
      日本天文学会秋期年会
    • 発表場所
      岡山理科大学
    • 年月日
      2008-09-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 初代星からのニュートリノ、重力波とその観測から分かること2008

    • 著者名/発表者名
      諏訪雄大
    • 学会等名
      初代星・銀河形成研究会
    • 発表場所
      甲南大学
    • 年月日
      2008-09-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ガンマ線バースト中心エンジンと重力波2008

    • 著者名/発表者名
      諏訪雄大
    • 学会等名
      「第8回 宇宙における時空・物質・構造の進化」研究会
    • 発表場所
      青森県浅虫温泉
    • 年月日
      2008-08-31
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Gravitational Collapse of Very Massive Stars2008

    • 著者名/発表者名
      Yudai Suwa
    • 学会等名
      Asymmetric instabilities in stellar core collapse
    • 発表場所
      フランス、パリ
    • 年月日
      2008-07-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Gravitational Collapse of Population III Stars2008

    • 著者名/発表者名
      Yudai Suwa
    • 学会等名
      14th Workshop on "Nuclear Astrophysics"
    • 発表場所
      Ringberg Castle,Munich,German
    • 年月日
      2008-03-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 重力波で探るガンマ線バースト中心エンジン2008

    • 著者名/発表者名
      諏訪雄大
    • 学会等名
      第21回理論懇シンポジウム「理論天文学の将来」
    • 発表場所
      国立天文台
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 第一世代星の重力崩壊と重力波、ニュートリノ放射2007

    • 著者名/発表者名
      諏訪 雄大,滝脇 知也,固武 慶,佐藤 勝彦
    • 学会等名
      日本天文学会秋期年会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 第一世代星のニュートリノ放射における回転の効果2007

    • 著者名/発表者名
      諏訪 雄大,滝脇 知也,固武 慶,佐藤 勝彦
    • 学会等名
      日本物理学会秋期大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Gravitational Wave Background from Population III Stars2007

    • 著者名/発表者名
      Yudai Suwa
    • 学会等名
      First Stars III
    • 発表場所
      La Fonda Hotel,Santa Fe,US
    • 年月日
      2007-07-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www-utap.phys.s.u-tokyo.ac.jp/~suwa/new/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2024-03-26  

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