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原始中性子星でのダイナモ作用と超新星爆発の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 19540236
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 天文学
研究機関千葉大学

研究代表者

花輪 知幸  千葉大学, 先進科学センター, 教授 (50172953)

研究分担者 水田 晃  千葉大学, 先進科学センター, 特任教員 (90402817)
松本 倫明  法政大学, 人間環境学部, 准教授 (60308004)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2008年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2007年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード超新星 / 磁気流体 / 数値シミュレーション / 理論天文学 / 超新星爆発 / ジェット
研究概要

II型超新星爆発について磁場を考慮した3次元数値シミュレーションを行い、査読論文にまとめた。この3次元シミュレーションにより、適当な強さの磁場があると、親星の回転軸方向に磁気流体ジェットが放射されることが初めて示された。また捻れた磁場がアルフヴェン波として上空を伝播する過程が、原始中性子星の形成(バウンス)から磁気流体ジェットの放出までの時間差を律速していることも明らかにした。さらに親星が回転軸に対して傾いた磁場をもつと、原始中性子星が回転軸に対して傾いた磁場をもつと、原始中性子内部に向きが周期的に反転する磁場構造が現れることや、ジェットとは垂直方向に遅いアウトフローが放出されることも見いだした。
また磁気流体力学シミュレーションの数値技法の改良でも成果を挙げた。従来の方法で衝撃波を鮮明に捉えようとすると(1) 平衡状態を長時間計算すると偽の加熱が発生する。(2) 衝撃波面が座標軸と平行になる領域で不自然なこぶ(カーバンクル)が発生する。これらの問題点は、源泉項や数値粘性の計算法を変えることにより解消されることを示した。開発した数値シミュレーションコードは並列型のスーパーコンピュータで高速に動作することも確認した。

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (26件) 図書 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Angular EnergyDistribution of Collapsar-Jets2009

    • 著者名/発表者名
      A. Mizuta and M.A. Aloy
    • 雑誌名

      Astrophys. J (印刷中)

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation Scenario for Wideand Close Binary Systems2008

    • 著者名/発表者名
      M.N. Machida, K. Tomisaka, T. Matsumoto, S. tnutsuka
    • 雑誌名

      Astrophys. J., Astrophys. J. Vol.677

      ページ: 327-347

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CriticalAccretion Rate for Triggered Star Formation2008

    • 著者名/発表者名
      T. Hanawa and A. Soeda,
    • 雑誌名

      Astrophys. J. vol.686

      ページ: 417-422

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improving Shock Irregularities Based onthe Characteristics of the MHD Equations2008

    • 著者名/発表者名
      T. Hanawa, H. Mikami, and T. Matsumoto
    • 雑誌名

      J. Comp. Phys Vol.227

      ページ: 7952-7976

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional MagnetohydrodynamicalSimulations of a Core-Collapse Supernova2008

    • 著者名/発表者名
      H. Mikami, Y. Sato, T. Matsumoto, and T. Hanawa
    • 雑誌名

      Astrophys. J vol.683

      ページ: 357-374

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Critical Accretion Rate for Triggered Star Formation2008

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Hanawa
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal 686

      ページ: 417-422

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improving shock irregularities based on the characteristics of the MHD equations2008

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Hanawa
    • 雑誌名

      Journal of Computational Physics 227

      ページ: 7952-7952

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional Magnetohydrodynamical Simulations of a Core-Collapse Supernova2008

    • 著者名/発表者名
      Hayato Mikami
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal 683

      ページ: 357-374

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation Scenario for Wide and Close Binary Systems2008

    • 著者名/発表者名
      Masahiro N. Machida
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal 676

      ページ: 327-347

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proceedings of the Santa Fe Conference. AIP Conference Proceedings2008

    • 著者名/発表者名
      Akira Mizuta
    • 雑誌名

      GAMMA-RAY BURSTS 2007(Energy Distribution of Relativistic GRB Jets)

      ページ: 467-471

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Three Dimensional Magnetohydrodynamical Simulations of Core Collapse Supernova2008

    • 著者名/発表者名
      Mikami, Hayato
    • 雑誌名

      The Astrophysical Joumal (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-GravitationalMagneto-hydrodynamics with AdaptiveMesh Refinemen2007

    • 著者名/発表者名
      T. Matsumoto
    • 雑誌名

      Publ. Astron. Soc. Japan Vol.59

      ページ: 905-927

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-Gravitational Magnetohydrodynamics with Adaptive Mesh Refinement for Protostellar Colase2007

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, Tomoaki
    • 雑誌名

      Publications of Astronomical Society of Japan 59

      ページ: 905-927

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] コラプサーからのガンマ線バーストジェットのエネルギー角度分布2009

    • 著者名/発表者名
      水田晃
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
    • 発表場所
      大阪府立大学(堺市、大阪府)
    • 年月日
      2009-03-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 磁気乱流を持った分子雲コアの収縮とアウトフローの放出2009

    • 著者名/発表者名
      松本倫明
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2009-03-25
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 磁気乱流を持った分子雲コアの収縮とアウトフローの放出2009

    • 著者名/発表者名
      松本倫明
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
    • 発表場所
      大阪府立大学(堺市、大阪府)
    • 年月日
      2009-03-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 重力崩壊型超新星における定在衝撃波へのMHDジェットの効果2009

    • 著者名/発表者名
      三上隼人
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2009-03-24
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 重力崩壊型超新星における定在衝撃波へのMHDジェットの効果2009

    • 著者名/発表者名
      三上隼人
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
    • 発表場所
      大阪府立大学(堺市、大阪府)
    • 年月日
      2009-03-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Relativistic Jet Eruption from Collapsars2009

    • 著者名/発表者名
      Akira Mizuta
    • 学会等名
      44th Rencontres de Moriond -Very High Energy Phenomena in the Universe-
    • 発表場所
      La Thuile(イタリア)
    • 年月日
      2009-02-02
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] The 3D MHD Core Collapse Supernova2008

    • 著者名/発表者名
      H. Mikami
    • 学会等名
      The 3^<rd> East-Asia Numerical Astrophysics Meeting
    • 発表場所
      南京国際会議場南京中華人民共和国
    • 年月日
      2008-11-10
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] The 3D MHD Core Collapse Supernova2008

    • 著者名/発表者名
      Hayato Mikami
    • 学会等名
      The 3^<rd> East-Asia Numerical Astrophysics Meeting
    • 発表場所
      南京国際会議場(南京、中華人民共和国)
    • 年月日
      2008-11-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] The 3D MHD effects for a CoreCollapse Supernova Explosion, Workshop2008

    • 著者名/発表者名
      H. Mikami
    • 学会等名
      Asymmetric Instabilities in Stellar Core Collapse
    • 発表場所
      H. Poincare研究所パリフランス
    • 年月日
      2008-07-07
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] The 3D MHD sffects for a core collapse supernova explosion2008

    • 著者名/発表者名
      Hayato Mikami
    • 学会等名
      Workshop:Asymmetric Instabilities in Stellar Core Collapse
    • 発表場所
      H. Poincare研究所(パリ、フランス)
    • 年月日
      2008-07-07
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] コラプサーモデルにおける低パワーアウトフローの伝搬2008

    • 著者名/発表者名
      水田 晃
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      国立オリンピック記念青少年総合センター,東京都
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] SN-GRB jet2008

    • 著者名/発表者名
      A. Mizuta
    • 学会等名
      14^<th> Workshop on "Nuclear Astrophysics"
    • 発表場所
      Ringberg Castleドイツ
    • 年月日
      2008-03-13
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] The 3D MHD effects for Core Collapse Supernova Explosion2008

    • 著者名/発表者名
      H. Mikami
    • 学会等名
      14^<th> Workshop on "Nuclear Astrophysic"
    • 発表場所
      Ringberg Castleドイツ
    • 年月日
      2008-03-13
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] The 3D MHD effects for core collapse supernova explosion2008

    • 著者名/発表者名
      Mikami, Hayato
    • 学会等名
      14th Workshop on"Nuclear Asttophysics"
    • 発表場所
      Ringberg Castle,ドイツ
    • 年月日
      2008-03-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] SN-GRB jet2008

    • 著者名/発表者名
      Mizuta, Akira
    • 学会等名
      14th Workshop on"Nuclear Asttophysics"
    • 発表場所
      Ringberg Castle,ドイツ
    • 年月日
      2008-03-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 相対論的流体の数値解法の改良 : 法線成分と接線成分の分離2007

    • 著者名/発表者名
      水田晃
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-27
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] MHD衝撃波のカーバンクル不安定とその回避法2007

    • 著者名/発表者名
      花輪知幸
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-27
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 天文学におけるAMR(適合細分化格子)の最近の動向と実際2007

    • 著者名/発表者名
      松本倫明
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-27
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] MHD 衝撃波のカーバンクル不安定とその回避法2007

    • 著者名/発表者名
      花輪 知幸
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      岐阜大学,岐阜市
    • 年月日
      2007-09-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 相対論的流体の数値解法の改良:法線成分と接線成分の分離2007

    • 著者名/発表者名
      水田 晃
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      岐阜大学,岐阜市
    • 年月日
      2007-09-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 天文学におけるAMR(適合細分化格子)の最近の動向と実際2007

    • 著者名/発表者名
      松本 倫明
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      岐阜大学,岐阜市
    • 年月日
      2007-09-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] The Three Dimensional MHDEffects for Core Collapse Supernova Explosion2007

    • 著者名/発表者名
      H. Mikami
    • 学会等名
      Astrophysics of Compact Objects
    • 発表場所
      中華人民共和国
    • 年月日
      2007-07-02
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] The Three Dimensional MHD Effects For Core Collapse Supe rnova Explosion2007

    • 著者名/発表者名
      Mikami, Hayato
    • 学会等名
      Astrophysics of Compact Objects
    • 発表場所
      Huanghan,中国
    • 年月日
      2007-07-02
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Care for the CarbuncleInstability Based on theCharacteristics of the MHD Equations2007

    • 著者名/発表者名
      T. Hanawa
    • 学会等名
      The 2^<nd> International Conference onNumerical Modeling of Space Plasma Flows
    • 発表場所
      Paris フランス
    • 年月日
      2007-06-14
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Care for the Carbuncle Instability based on the Characteristics of the MHD Equations2007

    • 著者名/発表者名
      Hanawa, Tomoyuki
    • 学会等名
      2nd International Conference on Numerical Modehng of Space Plasma Flows
    • 発表場所
      Paris,フランス
    • 年月日
      2007-06-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] GRB Relativsitic Jet Propagation and Energy Distribution in Angle2007

    • 著者名/発表者名
      水田 晃
    • 学会等名
      Gamma Ray Bursts 2007
    • 発表場所
      Santa Fe,NM USA
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Numerical Modeling of Space Plasma FlowsASTRONUM-2007(ed. N.V. Pogorelov, E.Audit, and G. Zank)2008

    • 著者名/発表者名
      T. Hanawa, H. Mikami, and T. Matsumoto
    • 出版者
      Astron. Soc. Pacific
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] Numerical Modeling of Space Plasma Flows ASTRONUM-20072008

    • 著者名/発表者名
      Hanawa, Tomoyuki
    • 出版者
      Astronomical Society of the Pacific
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Astrophysics of Compact Objects2008

    • 著者名/発表者名
      Mikami, Hayato
    • 出版者
      American Institute of Physics
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] シミュレーション天文学(現代の天文学第14巻)2007

    • 著者名/発表者名
      富阪幸治, 花輪知幸, 牧野淳一郎(編)
    • 総ページ数
      324
    • 出版者
      日本評論社
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] シミュレーション天文学(シリーズ現代の天文学第14巻)2007

    • 著者名/発表者名
      富阪 幸治, ほか 編
    • 総ページ数
      324
    • 出版者
      日本評論社
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.cfs.chiba-u.ac.jp/hanawa/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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