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マルチメッセンジャー天文学から迫る高密度爆発天体現象の理論的解明(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 15KK0173
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

配分区分基金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関福岡大学

研究代表者

固武 慶  福岡大学, 理学部, 教授 (20435506)

研究協力者 ヤンカ ハンスートーマス  マックスプランク研究所, 天体物理学研究所, グループリーダー・教授
研究期間 (年度) 2016 – 2018
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード超新星爆発 / 中性子星 / ニュートリノ反応 / 重力波 / 輻射流体計算 / スーパーコンピューティング / 原子核反応 / 一般相対論 / ニュートリノ輻射輸送計算 / 原子核物理 / ニュートリノ輻射流体計算 / 原子核 / 超新星 / ニュートリノ輻射輸送 / 核密度状態方程式 / ニュートリノ反応率 / ニュートリノ放射 / ニュートリノ
研究成果の概要

超新星を始めとする爆発天体現象からのマルチメッセンジャーシグナルの定量的予測に向け、シミュレーションコードにおけるニュートリノ反応のアップデートを行うことが喫緊の課題である。本国際共同研究を通して、ニュートリノ・核子反応における反跳の効果、ストレンジネスの効果、原子核への電子捕獲率などを始めとする最新のニュートリノ反応率を取り込むことが出来るようになった。さらに、このアップデートを行った多次元超新星シミュレーションを実行して、対流・衝撃波不安定性等の解析を行い、その成果を査読論文として出版することが出来た。さらに、世界の主たる超新星研究グループ間の数値コードの詳細比較を行うことが出来た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで、超新星爆発メカニズムの研究・並びにマルチメッセンジャー研究において、それぞれの研究グループが独立的にコード開発を行い、得られた結果の詳細な相互比較が行われることが極めて稀であった。本国際共同研究の受け入れ先であるマックスプランク研究所, 更には他の超新星研究グループとも国際共同研究を行い、同じ初期条件を用いて、ショックの時間発展、ニュートリノ光度・平均エネルギーなど、爆発に影響にある物理量について比較検討を行い、良く一致する結果を得た。今回行った数値コードの比較は、今後の更なる多次元計算における比較へ向けた礎を与えるもので、学術的意義の高い成果である。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 13件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 12件、 招待講演 12件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] バレンシア大学(スペイン)2017

    • 年月日
      2017-08-19
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ダームシュタット工科大学(ドイツ)2017

    • 年月日
      2017-07-10
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] CEA Saclay(原子力庁天体物理学部門)(フランス)2017

    • 年月日
      2017-06-25
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] マックスプランク物理学研究所(ドイツ)2017

    • 年月日
      2017-04-12
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] マックスプランク天体物理学研究所(ドイツ)2017

    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] A full general relativistic neutrino radiation-hydrodynamics simulation of a collapsing very massive star and the formation of a black hole2018

    • 著者名/発表者名
      Kuroda Takami、Kotake Kei、Takiwaki Tomoya、Thielemann Friedrich-Karl
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters

      巻: 477 号: 1 ページ: L80-L84

    • DOI

      10.1093/mnrasl/sly059

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Circular polarization of gravitational waves from non-rotating supernova cores: a new probe into the pre-explosion hydrodynamics2018

    • 著者名/発表者名
      Hayama Kazuhiro、Kuroda Takami、Kotake Kei、Takiwaki Tomoya
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters

      巻: 477 号: 1 ページ: L96-L100

    • DOI

      10.1093/mnrasl/sly055

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Global comparison of core-collapse supernova simulations in spherical symmetry2018

    • 著者名/発表者名
      O’Connor Evan、Bollig Robert、Burrows Adam、Couch Sean、Fischer Tobias、Janka Hans-Thomas、Kotake Kei、Lentz Eric J、Liebend?rfer Matthias、Messer O E Bronson、Mezzacappa Anthony、Takiwaki Tomoya、Vartanyan David
    • 雑誌名

      Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics

      巻: 45 号: 10 ページ: 104001-104001

    • DOI

      10.1088/1361-6471/aadeae

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Chiral magnetohydrodynamic turbulence in core-collapse supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Masada Youhei、Kotake Kei、Takiwaki Tomoya、Yamamoto Naoki
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 98 号: 8 ページ: 083018-083018

    • DOI

      10.1103/physrevd.98.083018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Linear and Quadratic Time-Frequency Analysis of Gravitational Waves from Core-Collapse Supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Hajime Kawahara, Takami Kuroda, Tomoya Takiwaki, Kazuhiro Hayama, Kei Kotake
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 867 号: 2 ページ: 126-126

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aae57b

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact of Neutrino Opacities on Core-collapse Supernova Simulations2018

    • 著者名/発表者名
      Kotake Kei , Takiwaki Tomoya , Fischer Tobias , Nakamura Ko , Martinez-Pinedo Gabriel
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 853 号: 2 ページ: 170-170

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aaa716

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Intermediate-mass Elements in Young Supernova Remnants Reveal Neutron Star Kicks by Asymmetric Explosions2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuda Satoru、Morii Mikio、Janka Hans-Thomas、Wongwathanarat Annop、Nakamura Ko、Kotake Kei、Mori Koji、M?ller Ewald、Takiwaki Tomoya、Tanaka Masaomi、Tominaga Nozomu、Tsunemi Hiroshi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 856 号: 1 ページ: 18-18

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aab092

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Anisotropic emission of neutrino and gravitational-wave signals from rapidly rotating core-collapse supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Takiwaki Tomoya , Kotake Kei
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters

      巻: 475 号: 1 ページ: L91-L95

    • DOI

      10.1093/mnrasl/sly008

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Probing mass-radius relation of protoneutron stars from gravitational-wave asteroseismology2017

    • 著者名/発表者名
      Sotani Hajime、Kuroda Takami、Takiwaki Tomoya、Kotake Kei
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 96 号: 6 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.063005

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Estimating the core compactness of massive stars with Galactic supernova neutrinos2017

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi Shunsaku , Nakamura Ko , Takiwaki Tomoya , Kotake Kei
    • 雑誌名

      Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics

      巻: 44 号: 11 ページ: 114001-114001

    • DOI

      10.1088/1361-6471/aa8f1f

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Correlated Signatures of Gravitational-wave and Neutrino Emission in Three-dimensional General-relativistic Core-collapse Supernova Simulations2017

    • 著者名/発表者名
      Kuroda Takami , Kotake Kei , Hayama Kazuhiro , Takiwaki Tomoya
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 851 号: 1 ページ: 62-62

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa988d

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nucleosynthesis in 2D core-collapse supernovae of 11.2 and 17.0 Msun progenitors: implications for Mo and Ru production2017

    • 著者名/発表者名
      Eichler M、Nakamura K、Takiwaki T、Kuroda T、Kotake K、Hempel M、Cabezon R、Liebendoerfer M、Thielemann F-K
    • 雑誌名

      Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics

      巻: 45 号: 1 ページ: 014001-014042

    • DOI

      10.1088/1361-6471/aa8891

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Diffuse supernova neutrino background from extensive core-collapse simulations of 8?100?M? progenitors2017

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi Shunsaku、Sumiyoshi Kohsuke、Nakamura Ko、Fischer Tobias、Summa Alexander、Takiwaki Tomoya、Janka Hans-Thomas、Kotake Kei
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 475 号: 1 ページ: 1363-1374

    • DOI

      10.1093/mnras/stx3271

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Multi-messengers from 3D-GR Core-Collapse Models2017

    • 著者名/発表者名
      Kotake, Kei;Kuroda, Takami; Takiwaki, Tomoya; Kazuhiro Hayama
    • 雑誌名

      IAU Proceedings Series (Cambridge University Press)

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Neutrinos and muti-messenger signatures for a galactic supernova2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Kotake
    • 学会等名
      The 19th International Workshop on Next generation Nucleon Decay and Neutrino (NNN18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gravitational-wave and Neutrino Signatures from core-collapse supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Kotake
    • 学会等名
      GW-genesis workshop on "Deciphering multi-dimensional nature of core-collapse SuperNovaevia gravitational-wave and neutrino signatures" (SNeGWv2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gravitational-wave and neutrino signatures from core-collapse superovae: review and perspectives2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Kotake
    • 学会等名
      Gamma-ray bursts and supernovae: from the central engines to the observers
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neutrino and Gravitational-wave Signatures from Core-Collapse Supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Kotake
    • 学会等名
      Gravitational-waves, ElectroMagnetic and Dark-Matter, Physics (GEMMA2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exploding and Non-Exploding Core-Collapse Supernova Models in 3D and the Multi-messenger Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Kotake
    • 学会等名
      TDLI Workshop on the Exploding Universe
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超新星からのマルチメッセンジャー2018

    • 著者名/発表者名
      固武 慶
    • 学会等名
      第4回超新星ニュートリノ研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Status of Gravitational Wave Signatures of Core-Collapse Supenovae2017

    • 著者名/発表者名
      Kei Kotake
    • 学会等名
      Workshop on Core Collapse Supernovae, their signatures in gravitational waves and their detection with ground-based laser interferometers
    • 発表場所
      Pasadena, California
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multimessenger predictions from 3D Core-Collapse Supernova Models2017

    • 著者名/発表者名
      Kei Kotake
    • 学会等名
      the Symposium IAUS 331: "SN 1987A, 30 years later"
    • 発表場所
      St-Gilles-Les-Bains, La Reunion Island
    • 年月日
      2017-02-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gravitational wave signatures from multi-dimensional corecollapse supernova models2017

    • 著者名/発表者名
      Kei Kotake
    • 学会等名
      GWPAW2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Correlation and Directionality of Multimessenger Signals in 3D Core-Collapse Supernova Models2017

    • 著者名/発表者名
      Kei Kotake
    • 学会等名
      Workshop on the Progenitor-Supernova-Remnant Connection
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gravitational-waves Signals from Core-collapse Supernovae2017

    • 著者名/発表者名
      Kei Kotake
    • 学会等名
      Wuhan GW workshop
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multi-Messenger Probes into the Multi-D Supernova Neutrino Mechanism2017

    • 著者名/発表者名
      Kei Kotake
    • 学会等名
      CoCoNuT meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gravitational Wave Signatures from 3D Core-Collapse Supernova Models2016

    • 著者名/発表者名
      Kei Kotake
    • 学会等名
      Workshop on Numerical Relativity in matter spacetimes for GW astronomy
    • 発表場所
      The University-Enterprise Foundation of Valencia
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Handbook of Supernovae2016

    • 著者名/発表者名
      Kei Kotake and Takami Kuroda
    • 総ページ数
      26
    • 出版者
      Springer International Publishing
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-10-04   更新日: 2020-03-30  

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