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ショートガンマ線バーストの中心動力源と重力波に関する数値的研究

研究課題

研究課題/領域番号 18H01213
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
研究機関京都大学

研究代表者

木内 建太  京都大学, 基礎物理学研究所, 特任准教授 (40514196)

研究分担者 井岡 邦仁  京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (80402759)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード重力波 / 連星中性子星合体 / ガンマ線バースト / 数値相対論 / 連星中性子星 / ショートガンマ線バースト / ブラックホールー中性子星合体 / 相対論的天体物理学
研究成果の概要

2017年に連星中性子星合体からの重力波および電磁波対応天体が初観測れたことを受け、重力波を含むマルチメッセンジャー天文学時代が幕を明けた。特にガンマ線バーストが同時観測されたことから、連星中性子星合体がガンマ線バーストを駆動したという決定的な観測的証拠が得られれた。また、合体過程で放出された中性子星過剰物質中で鉄より重い元素が合成された結果、紫外ー可視光ー近赤外帯域における電磁波放射が起こったことが確認された。
このような時代に置いて数値相対論シミュレーションに基づく、重力波イベントの解釈、予言は必要不可欠なものとなっている。本課題ではニュートリノ輻射磁気流体ー数値相対論コードの開発を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

アインシュタインがおおよそ100年前に構築した一般相対性理論は、我々の日常生活に欠かせないものとなっているGlobal Positioning Systemに決定的な役割を果たしている。この端的な例からわかるように、理論物理学の研究で得られる成果は社会生活に直結するまでに長い時間を要することが多い。本研究課題では数値シミュレーションにより、重力波イベントで何が起きたかを解釈・予言することを究極目標としているが、本研究課題で開発された世界で最も進んだ数値プログラムを使用して得らる結果は、重力波物理学研究の核心をなすものである。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (22件) (うち国際共著 18件、 査読あり 21件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 9件、 招待講演 12件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] マックスプランク重力物理学研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Max Planck Institute(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Max Planck Institute(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Tel Aviv University/Hebrew University(イスラエル)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Princeton University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Fallback Accretion Halted by R-process Heating in Neutron Star Mergers and Gamma-Ray Bursts2021

    • 著者名/発表者名
      Ishizaki Wataru、Kiuchi Kenta、Ioka Kunihito、Wanajo Shinya
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 922 号: 2 ページ: 185-185

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac23d9

    • 関連する報告書
      2021 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] Fallback Accretion Model for the Years-to-decades X-Ray Counterpart to GW1708172021

    • 著者名/発表者名
      Ishizaki Wataru、Ioka Kunihito、Kiuchi Kenta
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 916 号: 2 ページ: L13-L13

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ac1120

    • 関連する報告書
      2021 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] Evolution of bare quark stars in full general relativity: Single star case2021

    • 著者名/発表者名
      Zhou Enping、Kiuchi Kenta、Shibata Masaru、Tsokaros Antonios、Ury? K?ji
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 103 号: 12 ページ: 123011-123011

    • DOI

      10.1103/physrevd.103.123011

    • NAID

      120007166779

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reducing orbital eccentricity in initial data of black hole?neutron star binaries in the puncture framework2021

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

      Physical Review D

      巻: 103 号: 2 ページ: 023002-023002

    • DOI

      10.1103/physrevd.103.023002

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Properties of the remnant disk and the dynamical ejecta produced in low-mass black hole-neutron star mergers2021

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Kota、Kawaguchi Kyohei、Kiuchi Kenta、Kyutoku Koutarou、Shibata Masaru
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 103 号: 4 ページ: 043007-043007

    • DOI

      10.1103/physrevd.103.043007

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Alternative possibility of GW190521: Gravitational waves from high-mass black hole-disk systems2021

    • 著者名/発表者名
      Shibata Masaru、Kiuchi Kenta、Fujibayashi Sho、Sekiguchi Yuichiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 103 号: 6 ページ: 063037-063037

    • DOI

      10.1103/physrevd.103.063037

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mass ejection from disks surrounding a low-mass black hole: Viscous neutrino-radiation hydrodynamics simulation in full general relativity2020

    • 著者名/発表者名
      Fujibayashi Sho、Shibata Masaru、Wanajo Shinya、Kiuchi Kenta、Kyutoku Koutarou、Sekiguchi Yuichiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 101 号: 8 ページ: 083029-083029

    • DOI

      10.1103/physrevd.101.083029

    • 関連する報告書
      2020 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] Sub-radian-accuracy gravitational waves from coalescing binary neutron stars in numerical relativity. II. Systematic study on the equation of state, binary mass, and mass ratio2020

    • 著者名/発表者名
      Kiuchi, K., Kawaguchi, K., Kyutoku, K., Sekiguchi, Y., & Shibata, M.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 101 号: 8 ページ: 84006-84006

    • DOI

      10.1103/physrevd.101.084006

    • 関連する報告書
      2020 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] Postmerger Mass Ejection of Low-mass Binary Neutron Stars2020

    • 著者名/発表者名
      Fujibayashi Sho、Wanajo Shinya、Kiuchi Kenta、Kyutoku Koutarou、Sekiguchi Yuichiro、Shibata Masaru
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 901 号: 2 ページ: 122-122

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abafc2

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reanalysis of the binary neutron star mergers GW170817 and GW190425 using numerical-relativity calibrated waveform models2020

    • 著者名/発表者名
      Narikawa Tatsuya、Uchikata Nami、Kawaguchi Kyohei、Kiuchi Kenta、Kyutoku Koutarou、Shibata Masaru、Tagoshi Hideyuki
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 2 号: 4 ページ: 043039-043039

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.2.043039

    • 関連する報告書
      2020 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] Viscous evolution of a massive disk surrounding stellar-mass black holes in full general relativity2020

    • 著者名/発表者名
      Fujibayashi Sho、Shibata Masaru、Wanajo Shinya、Kiuchi Kenta、Kyutoku Koutarou、Sekiguchi Yuichiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 号: 12 ページ: 123014-123014

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.123014

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On the possibility of GW190425 being a black hole--neutron star binary merger2020

    • 著者名/発表者名
      Koutarou Kyutoku, Sho Fujibayashi, Kota Hayashi, Kyohei Kawaguchi, Kenta Kiuchi, Masaru Shibata, Masaomi Tanaka
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 890 号: 1 ページ: 4-4

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab6e70

    • 関連する報告書
      2019 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] 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] Non-thermal afterglow of the binary neutron star merger GW170817: a more natural modelling of electron energy distribution leads to a qualitatively different new solution2019

    • 著者名/発表者名
      Lin Haoxiang、Totani Tomonori、Kiuchi Kenta
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 485 号: 2 ページ: 2155-2166

    • DOI

      10.1093/mnras/stz453

    • 関連する報告書
      2019 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] Constraint on the maximum mass of neutron stars using GW170817 event2019

    • 著者名/発表者名
      Shibata Masaru、Zhou Enping、Kiuchi Kenta、Fujibayashi Sho
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 100 号: 2 ページ: 023015-023015

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.023015

    • 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] Discrepancy in tidal deformability of GW170817 between the Advanced LIGO twin detectors2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Narikawa, Nami Uchikata, Kyohei Kawaguchi, Kenta Kiuchi, Koutarou Kyutoku, Masaru Shibata, Hideyuki Tagoshi
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 1 号: 3 ページ: 033055-033055

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.1.033055

    • 関連する報告書
      2019 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] Jet Propagation in Neutron Star Mergers and GW1708172019

    • 著者名/発表者名
      Hamidani Hamid、Kiuchi Kenta、Ioka Kunihito
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1093/mnras/stz3231

    • 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] Nonthermal afterglow of the binary neutron star merger GW170817: A more natural modeling of electron energy distribution leads to a qualitatively different new solution2019

    • 著者名/発表者名
      Lin H.、Totani T.、Kiuchi K.
    • 雑誌名

      Astronomische Nachrichten

      巻: 340 号: 1-3 ページ: 213-216

    • DOI

      10.1002/asna.201913591

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Mass Ejection from the Remnant of a Binary Neutron Star Merger: Viscous-radiation Hydrodynamics Study2018

    • 著者名/発表者名
      Fujibayashi Sho、Kiuchi Kenta、Nishimura Nobuya、Sekiguchi Yuichiro、Shibata Masaru
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 860 号: 1 ページ: 64-64

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aabafd

    • 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] Repeating and non-repeating fast radio bursts from binary neutron star mergers2018

    • 著者名/発表者名
      Yamasaki Shotaro、Totani Tomonori、Kiuchi Kenta
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 39-39

    • DOI

      10.1093/pasj/psy029

    • 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] Global simulations of strongly magnetized remnant massive neutron stars formed in binary neutron star mergers2018

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

      Physical Review D

      巻: 97 号: 12 ページ: 124039-124039

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.124039

    • 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] Synchrotron Radiation from the Fast Tail of Dynamical Ejecta of Neutron Star Mergers2018

    • 著者名/発表者名
      Hotokezaka Kenta , Kiuchi Kenta , Shibata Masaru , Nakar Ehud , Piran Tsvi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 867 号: 2 ページ: 95-95

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aadf92

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 重力波天文学時代における数値相対論による波源のモデリング2022

    • 著者名/発表者名
      木内建太
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回年次大会(2022年)シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Numerical modeling of gravitational wave sources in the multimessenger era2021

    • 著者名/発表者名
      木内建太
    • 学会等名
      JGRG30
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent progress of numerical relativity simulations of compact objects and its application to gravitational wave physics2021

    • 著者名/発表者名
      木内建太
    • 学会等名
      RESCEU Summer School
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Theoretical modeling of binary neutron star mergers: Recent progress and future prospect2020

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kiuchi
    • 学会等名
      Invited colloquium at GRAPPA
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A theoretical modeling of EM and GW emission for binary neutron star mergers2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kiuchi
    • 学会等名
      IGC@25 Multimessenger Universe
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent progress of a numerical modeling of binary neutron star mergers in numericalrelativity2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kiuchi
    • 学会等名
      CoCoNuT 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Current status of a numerical modeling of binary neutron star mergers and short gamma-ray bursts2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kiuchi
    • 学会等名
      GRB 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Systematic error for the neutron star tidal deformability estimation in GW170817/AT2017gfo2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kiuchi
    • 学会等名
      Gravitational wave searches and parameter estimation in the era of detections
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Introduction to a numerical modeling of binary neutron star mergers2018

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kiuchi
    • 学会等名
      Workshop/School on Recent Developments in Gravitational Waves and Astrophysics
    • 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] Binary Neutron Star Merge2018

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kiuchi
    • 学会等名
      Workshop on Jet and Shock breakout in Cosmic transient
    • 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] Constraining the nuclear equation of state by gravitational waves2018

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kiuchi
    • 学会等名
      Workshop on r-Process and Unstable Nuclei in Multi-messenger Astronomy
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Frontiers in Numerical Relativity2018

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kiuchi
    • 学会等名
      2019 YITP Asia-Pacific Winter School and Workshop on Gravitation and Cosmology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Homepage of Kenta Kiuchi

    • URL

      http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~kenta.kiuchi/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書 2019 実績報告書 2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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