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内部状態を考慮に入れた中性子星を含むコンパクト連星の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K05447
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関琉球大学

研究代表者

谷口 敬介  琉球大学, 理学部, 准教授 (70586528)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード宇宙物理 / 一般相対論 / 中性子星 / ブラックホール / 連星系 / 準平衡解 / 数値計算 / 弾性体 / 内部状態 / スペクトル法 / コンパクト連星 / 重力波
研究成果の概要

コンパクト連星は軌道運動を行うことで重力波を放出し、徐々に連星間距離を縮め、最終的には合体する。本研究では、合体前の準平衡段階での、内部状態を考慮に入れた中性子星を含むコンパクト連星の数値的研究に取り組んだ。まず、中性子星内部を中心部分のコアと外殻であるクラストという構造の違いによって二つの領域に分割し、コアは一つの完全流体として扱い、クラストは弾性体として扱う定式化を行った。その定式化に基づき、中性子星を構成する数値計算コード開発に取り組んだ。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在、日本・アメリカ・ヨーロッパでレーザー干渉計を使った重力波観測が行われている。中性子星を含むコンパクト連星が合体直前に放出する重力波を観測した場合、その波形を用いて潮汐作用による中性子星の変形度を推定し、それを元に中性子星核物質の状態方程式の情報を得ることが可能である。本研究では、中性子星の変形度に影響を与える中性子星の内部構造・状態を考慮に入れることで、中性子星核物質の状態方程式を解明するための基礎研究に寄与した。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件)

  • [国際共同研究] Observatoire de Paris(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Cambridge/Queen Mary University of London(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Illinois(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Revisiting the lower bound on tidal deformability derived by AT 2017gfo2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kiuchi, Koutarou Kyutoku, Masaru Shibata, Keisuke Taniguchi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 876 号: 2 ページ: L31-L31

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab1e45

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] New code for equilibriums and quasiequilibrium initial data of compact objects. IV. Rotating relativistic stars with mixed poloidal and toroidal magnetic fields2019

    • 著者名/発表者名
      Koji Uryu, Shijun Yoshida, Eric Gourgoulhon, Charalampos Markakis, Kotaro Fujisawa, Antonios Tsokaros, Keisuke Taniguchi, and Yoshiharu Eriguch
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 100 号: 12 ページ: 123019-123019

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.123019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Neutrino transport in black hole-neutron star binaries: Neutrino emission and dynamical mass ejection2018

    • 著者名/発表者名
      Kyutoku Koutarou、Kiuchi Kenta、Sekiguchi Yuichiro、Shibata Masaru、Taniguchi Keisuke
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 2 ページ: 023009-023009

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.023009

    • 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] Frequency-domain gravitational waveform models for inspiraling binary neutron stars2018

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Kyohei、Kiuchi Kenta、Kyutoku Koutarou、Sekiguchi Yuichiro、Shibata Masaru、Taniguchi Keisuke
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 4 ページ: 044044-044044

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.044044

    • 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] Sub-radian-accuracy gravitational waveforms of coalescing binary neutron stars in numerical relativity2017

    • 著者名/発表者名
      Kiuchi Kenta、Kawaguchi Kyohei、Kyutoku Koutarou、Sekiguchi Yuichiro、Shibata Masaru、Taniguchi Keisuke
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 96 号: 8 ページ: 84060-84060

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.084060

    • 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] Modeling differential rotations of compact stars in equilibriums2017

    • 著者名/発表者名
      Uryu Koji、Tsokaros Antonios、Baiotti Luca、Galeazzi Filippo、Taniguchi Keisuke、Yoshida Shin’ichirou
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 96 号: 10

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.103011

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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