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中性子星周辺領域の物理過程を加味した連星進化の研究~中性子星ULXへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K03706
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分16010:天文学関連
研究機関九州産業大学

研究代表者

鴈野 重之  九州産業大学, 理工学部, 准教授 (20615364)

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
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード連星進化 / 中性子星 / X線連星 / 超高輝度X線天体 / 降着円盤
研究成果の概要

本研究課題では,磁場や降着円盤形成,質量放出など,中性子星周囲の物理過程を考慮した新しい連星進化計算法を開発し,中性子星を含む連星系の進化過程を解明することを目的として研究を行った.特に中性子星をX線源とするUltra-Luminous X-ray source (NS ULX)の進化過程の解明を目指してきた.
研究を通し,NS ULXとなり得る連星系の特徴やその進化過程,またX線連星中の中性子星の円盤形成過程,磁場・スピン共進化などを明らかにした.特にX線連星の大部分を占めるBe型大質量X 線連星系の多くが,進化の過程でULXとなり得ることを示し,NS ULXの普遍性を明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

超高輝度X線天体(ULX)は発見以来,通常降着する中間質量ブラックホール(BH)か,超臨界降着する星質量BHかが問題となっていた.もしこれらの天体が中間質量BHを含むのであれば,銀河中心に位置する超巨大BHの形成シナリオに重大なインパクトを与え,ひいては銀河の進化過程や我々の体を形作る物質の起源を明らかにするうえでも重要である.
それに対し,本研究ではULXの中で中性子星を放射源とするものが少なくないことを示した.ULXに占めるBHの割合がわかれば,未解明な点の多い大質量形成・進化や超新星爆発のメカニズムに至るまで,多くの示唆が得られる.本研究はその先鞭をつけるものである.

報告書

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

    (16件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Al-Balqa Applied University(ヨルダン)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Al-Balqa Applied University(ヨルダン)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] High-Mass X-Ray Binaries with Be Donors as Ultraluminous X-Ray Sources2021

    • 著者名/発表者名
      Shigeyuki Karino
    • 雑誌名

      Monthly Notice of Royal Astronomical Society

      巻: 507 号: 1 ページ: 1002-1011

    • DOI

      10.1093/mnras/stab2076

    • 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
  • [雑誌論文] Spin evolution of neutron stars in wind-fed high-mass X-ray binaries2020

    • 著者名/発表者名
      Shigeyuki Karino
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 72 号: 6

    • DOI

      10.1093/pasj/psaa087

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stellar wind accretion and accretion disk formation: Applications to neutron star high-mass X-ray binaries2019

    • 著者名/発表者名
      Karino, Shigeyuki; Nakamura, Kenji; Taani, Ali
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 71 号: 3

    • DOI

      10.1093/pasj/psz034

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On the possibility of disk-fed formation in supergiant high-mass X-ray binaries2019

    • 著者名/発表者名
      Taani Ali, Karino Shigeyuki, Song Liming, Al-Wardat Mashhoor, Khasawneh Awni, K. Mardini Mohammad
    • 雑誌名

      Research in Astronomy and Astrophysics

      巻: 19 号: 1 ページ: 012-012

    • DOI

      10.1088/1674-4527/19/1/12

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Be型ドナーを持つ大質量X線連星系の進化段階としてのULX2022

    • 著者名/発表者名
      鴈野重之
    • 学会等名
      日本天文学会2022年春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] X線連星進化と中性子星ULX2021

    • 著者名/発表者名
      鴈野重之
    • 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 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ULX としてのBe 型大質量X 線連星系2020

    • 著者名/発表者名
      鴈野重之
    • 学会等名
      日本天文学会2021年春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Co-evolution of massive stars and neutron stars in wind-fed HMXBs2020

    • 著者名/発表者名
      Shigeyuki Karino
    • 学会等名
      The Evolution of Massive Stars and Formation of Compact Stars: from the Cradle to the Grave
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] X線連星系における中性子星の磁場=スピン共進化2020

    • 著者名/発表者名
      鴈野重之
    • 学会等名
      日本天文学会2020年春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] On the spin of the neutron stars in wind-fed high mass X-ray binaries2019

    • 著者名/発表者名
      Shigeyuki Karino
    • 学会等名
      30th Texas Symposium on relativistic astrophysics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] X線連星系中の中性子星の磁場=スピン共進化2019

    • 著者名/発表者名
      鴈野重之
    • 学会等名
      第32回理論懇シンポジウム『天文学・宇宙物理学の変遷と新時代の幕開』
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Evolution of wind-fed High Mass X-ray Binaries2019

    • 著者名/発表者名
      Shigeyuki Karino
    • 学会等名
      12th Integral workshop and AHEAD conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 星風降着X線連星系の進化計算2019

    • 著者名/発表者名
      鴈野重之
    • 学会等名
      日本天文学会2019年春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 星風降着するX線連星系における角運動量輸送2018

    • 著者名/発表者名
      鴈野重之,中村賢仁
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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