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重力崩壊型超新星における高速自転および超強磁場の研究

研究課題

研究課題/領域番号 14740166
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関早稲田大学

研究代表者

山田 章一  早稲田大学, 理工学術院, 助教授 (80251403)

研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2004年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2003年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2002年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード超新星 / 磁場 / 自転 / ニュートリノ / 非対称 / 中性子星 / 重力波
研究概要

今年度は昨年度に引き続き、主に軸対称2次元のMHDシミュレーションを用い、磁場と高速自転が超新星のダイナミクスに与える影響をいろいろな側面から研究した。主に澤井との共同研究では、高速自転と強磁場が組み合わさった場合のジェットの起こり方について調べた。その結果、ポロイダル磁場を内部コアと外部コアの境界付近で生じる差動回転により巻き込み、物質の圧力に匹敵するストレスを生み出すようなトロイダル磁場が生じることがジェットを引き起こす主因であることがわかった。また、この計算ではMRIによる磁場の増幅が見られなかったが、これは3次元計算を含む今後の研究の課題である。
固武との研究では、パリティの破れによる、ニュートリノの北極と南極での違いに着目をした。これは、若いパルサーに見られる高速固有運動の起源として重要と考えられるが、数値モデルに基づく評価では、南北の非対称性は実際に起こるものの、固有速度を説明するには若干足らないことがわかった。また、重力波放出の評価も行ったが、磁場からの寄与はあまり大きくないことがわかった。
以上とは全く異なるアプローチも行った。ニュートリノ加熱による衝撃波の復活に対する回転の役割を定性的に明らかにするべく、山崎と定常自転降着流解を数値的に求め、その安定性、臨界光度の変化を系統的に明らかにした。それによると、与えられた質量降着率に対して定常解が存在しなくなる臨界ニュートリノ光度が自転のあるときにも存在し、その値が自転のないときに比べ小さくなることがわかった。これは、自転が衝撃波の復活にとって有利であることを明確に示している。今後はこれを詳細なシミュレーションで確かめることが重要である。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (11件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] North-South Neutrino Heating Asymmetry in Strongly Magnetized and Rotating Stellar Cores2005

    • 著者名/発表者名
      Kotake, Kei, Yamada, Shoichi, Sato, Katsuhiko
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 618

      ページ: 474-484

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of rotation on the revival of a stalled shock in supernova explosions2005

    • 著者名/発表者名
      Yamasaki, Tatsuya Yamada, Shoichi
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] General Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations of Collapsars2004

    • 著者名/発表者名
      Mizuno, Yosuke, Yamada, Shoichi, Koide, Shinji, Shibata, Kazunari
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 606

      ページ: 395-412

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] The Role of Neutrinos, Rotations and Magnetic Fields in Collapse-Driven Supernovae2004

    • 著者名/発表者名
      Yamada, Shoichi, Kotake, Kei, Yamasaki, Tatsuya
    • 雑誌名

      New Journal of Physics 6

      ページ: 1-24

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Propagation and Dynamics of Relativistic Jets2004

    • 著者名/発表者名
      Mizuta, Akira, Yamada, Shoichi, Takabe, Hideaki
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 606

      ページ: 804-818

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetorotational Effects on Anisotropic Neutrino Emission and Convection in Core-Collapse Supernovae2004

    • 著者名/発表者名
      Kotake, Kei, Sawai, Hidetomo, Yamada, Shoichi, Sato, Katsuhiko
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 608

      ページ: 391-404

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical Study on the Rotational Collapse of Strongly Magnetized Cores of Massive Stars2004

    • 著者名/発表者名
      Yamada, Shoichi, Sawai, Hidetomo
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 608

      ページ: 907-924

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Gravitational radiation from rotational core collapse: Effects of magnetic fields and realistic equations of state2004

    • 著者名/発表者名
      Kotake, Kei, Yamada, Shoichi et al.
    • 雑誌名

      Physical Review D 69

      ページ: 124004-124004

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Anisotropic kinetic pressure in ideal MHD and application to entropy production in neutrino-driven wind in supernovae2004

    • 著者名/発表者名
      Kohri, Kazunori, Yamada, Shoichi, Nagataki, Shigehiro
    • 雑誌名

      Astroparticle Physics 21

      ページ: 433-441

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydrodynamic Effects in Internal Shock of Relativistic Outflows2004

    • 著者名/発表者名
      Kino, Motoki, Mizuta, Akira, Yamada, Shoichi
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 611

      ページ: 1021-1032

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] General Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations of Collapsars : Rotating Black Hole Cases2004

    • 著者名/発表者名
      Mizuno, Yosuke, Yamada, Shoichi, Koide, Shinji, Shibata, Kazunari
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 615

      ページ: 389-401

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Kotake, K., Yamada, S., Sato, K: "Anisotropic Neutrino Radiation in Rotational Core Collapse"Astrophysical Journal. 595. 304-316 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kotake, K., Yamada, S., Sato, K.: "Gravitational Radiation from Axisymmetric Rotational Core Collapse"Physical Review D. 68. 044023 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nagataki, S., et al.: "Explosive Nucleosynthesis Associated with Formation of Jet-induced GRBs in Massive Stars"Astrophysical Journal. 596. 401-413 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Suzuki, H. et al.: "Protoneutron star cooling with a new equation of state"Nuclear Physics A. 718. 703-705 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sumiyoshi, K., Suzuki, H., Yamada, S., Toki, H.: "Properties of a relativistic equation of state for collapse-driven supernovae"Nuclear Physics A. 730. 227-251 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Mizuta, A., Yamada, S., Takabe, H.: "Propagation and Dynamics of Relativistic Jets"Astrophysical Journal. in press(未定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Mizuno, V., Yamada, S., Koide, S., Shibata, K.: "General Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations of Collapsars"Astrophysical Journal. in press(未定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kotake, K. et al.: "Gravitational radiation from rotational core collapse : Effects of magnetic fields and realistic equations of states"Physical Review D. in press(未定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kohri, K., Yamada, S., Nagataki, S.: "Anisotropic e^+e^- Pressure due to QED Effects in Strong Magnetic Fields and Application to Entropy Production in Neutrino Driven Wind in Supernovae"Astroparticle Physics. in press(未定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kotake, S.Yamada, K.Sato: "Magnetorotational Effects on Anisotropic Neutrino Emission and Convection in Core Collapse Supernovae"Astrophysical Journal. in press(未定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Yamada, H.Sawai: "Numerical Study on the Rotational Collapse of Strongly Magnetized Cores of Massive Stars"Astrophysical Journal. in press(未定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Terasawa, M.et al.: "r-Process Nucleosynthesis in Neutrino-Driven Winds from a Typical Neutron Star with M = 1.4 M_solar"Astrophysical Journal Letter. 57. L137-L140 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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