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電磁流体数値実験による核子再結合型超新星爆発の可能性の探求

研究課題

研究課題/領域番号 18740163
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
研究機関熊本電波工業高等専門学校

研究代表者

藤本 信一郎  熊本電波工業高等専門学校, 電子制御工学科, 准教授 (10342586)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2007年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード宇宙物理 / 理論天文学 / ガンマ線バースト / 超新星 / 元素合成
研究概要

本研究では、平成18年度本研究課題の成果である2次元電磁流体数値実験に基づいて、回転大質量星からジェットとして放出されるガスの質量・化学組成を調べた。重力崩壊前の大質量星の鉄コアが高速回転(10rad/s)し、強磁場(10の12乗ガウス)の場合に加えて、様々な回転角速度、磁場を持つ大質量星に対してジェットの化学組成を計算した。4000種を超える原子核を考慮した核反応ネットワークを用いてジェットの化学組成進化を追った結果、エネルギーの大きなジェットではジェット中では速い中性子捕獲反応が進行し、ジェットのエネルギーが大きいほどより重い中性子過剰な原子核が合成されることがわかった。不安定核崩壊後のジェットの化学組成は太陽系組成と似たプロファイルを持つこともわかった。また放出されたニッケル量は重力崩壊前の大質量星の性質に依存し、ジェットのエネルギーで分類できることがわかった。エネルギーの大きなジェットの場合は、ニッケル放出量は多く、もしジェットの放出時間が長ければ、極超新星と同程度のニッケルを放出可能であることを示した。一方エネルギーの小さなジェットの場合、ニッケル放出量は非常に小さく、このような大質量は近年比較的近傍において観測された超新星の付随しないガンマ線バーストの親星に対応すると考えられる。さらにジェットとして放出されるガスにおいて進行する核反応の際に生じる核エネルギーを見積もり、速い中性子捕獲反応が進行し、ウランを合成するようなジェット以外では、核エネルギーのジェットの運動への影響は小さいことを示した。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Lithium production on a low-mass secondary in a black hole soft X-ray transient2008

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Fujimoto
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Letter 673

      ページ: 51-54

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heavy Element Nucleosynthesis in A Collapsar2007

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Fujimoto
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 656・1

      ページ: 382-382

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetohydrodynamic Simulations of A Rotating Massive Star Collapsing to A Black Hole2006

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Fujimoto
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 644・2

      ページ: 1040-1040

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Nucleosynthesis in Jets from Collapsars2007

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Fujimoto
    • 学会等名
      The 10th Int. Symp. on Origin of Matter and Evolution of Galaxies
    • 発表場所
      北海道大学・札幌市
    • 年月日
      2007-12-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Nucleosynthesis in Jets from Rotating Magnetized Stars during Core Collapse2007

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Fujimoto
    • 学会等名
      2nd International Conference on Frontiers in Nuclear Structure, Astrophysics and Reactions
    • 発表場所
      ギリシャ・クレタ島
    • 年月日
      2007-09-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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