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強磁場中性子星マグネターの内部磁場の起源とその進化の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K17708
研究種目

若手研究(B)

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

研究代表者

藤澤 幸太郎  早稲田大学, 理工学術院, 日本学術振興会特別研究員 (30732408)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードマグネター / 磁場進化 / ホール効果 / 両極性拡散 / 中性子星 / 数値計算スキーム / 強磁場の進化と起源 / 宇宙X線 / トロイダル磁場 / 強磁場の起源と進化
研究成果の概要

本研究の目的は、強磁場中性子星マグネターの磁場を様々な物理過程を用いてモデル化することで、マグネター磁場の進化を議論し強磁場の起源に迫ることである。マグネターの強磁場の起源としては様々な物理モデルが考えられているが、本研究では古典的で最も広く受け入れられているマグネター内部の荷電粒子によって強磁場が生み出されていると考えて、そのコアでの両極性拡散を議論した。その結果、両極性拡散によるコア磁場の拡散にはクラストの磁場構造とコア・クラストの境界条件が重要であることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、マグネターの磁場の起源とその進化を明らかにするために、コアにおける両極性拡散のタイムスケールを計算した。これまでの先行研究ではコア磁場のみを交流したものがほとんどであったが、コア・クラスト両方の磁場構造を考えてコア磁場の両極性拡散の働くタイムスケールを計算した。その結果、これまであまり考慮されていなかった、コア・クラスト磁場の境界条件が両極性拡散のタイムスケールに重要な影響を及ぼすことが分かった。

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

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Effects of Rotation and Magnetic Field on the Revival of a Stalled Shock in Supernova Explosions2019

    • 著者名/発表者名
      Fujisawa Kotaro , Okawa Hirotada , Yamamoto Yu , Yamada Shoichi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 872 号: 2 ページ: 155-155

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aaffdd

    • 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
  • [雑誌論文] Magnetic field configurations of magnetars2018

    • 著者名/発表者名
      Fujisawa Kotaro、Yatabe Akihiro、Kisaka Shota
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Astronomical Union

      巻: 13 号: S337 ページ: 334-335

    • DOI

      10.1017/s1743921317008997

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Hyperbolic Self-Gravity Solver for Large Scale Hydrodynamical Simulations2016

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Hirai, Hiroki Nagakura, Hirotada Okawa and Kotaro Fujisawa
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 93 号: 8 ページ: 083006-083006

    • DOI

      10.1103/physrevd.93.083006

    • 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
  • [雑誌論文] Rotational equilibria by Lagrangian variational principle: toward multi-dimensional stellar evolutions2016

    • 著者名/発表者名
      Yasutake, N., Fujisawa, K. and Yamada, S.
    • 雑誌名

      Monthly Notice of Royal Astronomical Society

      巻: 463 号: 4 ページ: 3705-3724

    • DOI

      10.1093/mnras/stw2216

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] マグネターの磁場進化2019

    • 著者名/発表者名
      藤澤幸太郎
    • 学会等名
      中性子星の観測と理論 研究活性化ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 重力崩壊型超新星爆発における定常計算のための非線形連立方程式を数値的 に計算する革新的な手法2018

    • 著者名/発表者名
      藤澤幸太郎,大川博督,山本佑,山田章一
    • 学会等名
      日本天文学会秋季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 天体物理学に おける非線形連立方程式を数値的に計算する革新的な手法2018

    • 著者名/発表者名
      藤澤幸太郎,大川博督,山本佑,平井遼介、安武伸俊、長倉洋樹、山田章一
    • 学会等名
      第31回理論懇談シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マグネターコアの磁場構造2017

    • 著者名/発表者名
      藤澤幸太郎,矢田部彰宏,木坂将大
    • 学会等名
      日本天文学会秋季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetic field configurations of magnetars2017

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Fujisawa, Akihiro Yatabe & Shota Kisaka
    • 学会等名
      IAU Symposium 337 Pulsar Astrophysics: The Next Fifty Years
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evolution of magnetic field in magnetars2017

    • 著者名/発表者名
      藤澤幸太郎,矢田部彰宏,木坂将大
    • 学会等名
      第7回DTAシンポジウム: ~中性子星の観測と理論~  研究活性化ワークショップ 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] コア磁場とクラスト磁場を考慮したマグネター磁場の減衰2016

    • 著者名/発表者名
      藤澤幸太郎
    • 学会等名
      日本天文学会秋季年会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県松山市)
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] マグネター磁場の進化2016

    • 著者名/発表者名
      藤澤幸太郎
    • 学会等名
      中性子星勉強会~中性子星の多様性に迫る~
    • 発表場所
      蔵王アストリアルホテル(山形県山形市)
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Magnetic field configurations of magnetized stars2016

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Fujisawa
    • 学会等名
      第4回DTAシンポジウム「Compact stars and gravitational wave astronomy」
    • 発表場所
      国立天文台(東京都三鷹市)
    • 年月日
      2016-05-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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