| 研究課題/領域番号 |
20K03939
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 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
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| 研究機関 | 福岡大学 |
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研究代表者 |
中村 航 福岡大学, 理学部, 助教 (60533544)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 超新星 / 数値シミュレーション / ニュートリノ / 重力波 / マルチメッセンジャー天文学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、重力崩壊型超新星が放出するニュートリノ・重力波信号とその親星コア構造との関係を、セルフコンシステントな多次元ニュートリノ輻射流体計算によって理論的に調べる。超新星になり得る幅広い質量域の親星を対象にした数値計算を実行する事によって、親星の構造を反映した超新星ニュートリノ光度・エネルギースペクトルおよび重力波放射の時間発展を解く。親星構造と超新星ニュートリノ・重力波の対応関係を明らかにすることによって、来たるべき近傍超新星ニュートリノの観測を引き金とした重力波観測・光学フォローアップ観測を含む包括的観測体制の構築に寄与することを目指す。
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| 研究成果の概要 |
太陽の約８倍以上重い星の多くは、進化の最終段階で重力的に不安定になり崩壊して重力崩壊型超新星として爆発すると考えられている。本研究ではこの過程を数値シミュレーションで再現することを目指し、様々な初期条件で爆発に至る過程とその結果得られる観測量を調査した。初期条件として星の質量や星内部の非対称構造を考慮し、空間３次元のニュートリノ輻射流体計算を実行した結果、初期条件の違いに対応して内部の流体運動の時間発展に差異が見られた。この違いはニュートリノや重力波放射、中心に残される中性子星やブラックホールの特性、さらに爆発の際に合成される元素量等に反映され、将来の観測で検証可能である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、重力崩壊型超新星が放出するニュートリノ・重力波信号とその親星コア構造との関係を、現実的な３次元空間におけるニュートリノ輻射流体計算によって明らかにした。これは将来発生すると期待される、太陽系近傍での超新星からのニュートリノの検出を引き金とした、重力波観測・光学フォローアップ観測を含む包括的観測体制の構築に寄与する成果である。超新星爆発は、地上では実現できない超高温・高密度における物理の実験場でもある。本研究成果は、人類がこれまでに構築した物理理論がこのような極限環境でも成立するかテストする機会を与えるものである。
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