| 研究課題/領域番号 |
20K03957
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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 | 熊本高等専門学校 |
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研究代表者 |
藤本 信一郎 熊本高等専門学校, 電子情報システム工学系CIグループ, 教授 (10342586)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 元素合成 / 重力崩壊型超新星爆発 / 核ガンマ線 / 超新星残骸 / ニュートリノ / 超新星爆発 / 核γ線 / 重力崩壊型超新星 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年の詳細なニュートリノ(ν)輸送を考慮した重力崩壊型超新星爆発の大規模シミュレーションから非対称なν放射の存在が示唆されている。本研究は、この非対称ν放射の有無を明らかにし、ν非球対称度を推定することを目的としている。ν非球対称度に強く依存する鉄より重い元素の放出量を理論的に見積もり、これらの元素に起因するX線・γ線の超新星残骸における将来の観測可能性を明らかにする。併せて、未だ明らかではない超新星爆発の際の元素放出量への(計算量削減のために仮定された)軸対称性の影響を定性的・定量的に評価し、ν非球対称度推定の不定性を低減を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、非対称ニュートリノ放射を伴う重力崩壊型超新星爆発における元素合成を、様々な質量をもつ親星に対して系統的に調査し、その結果を近い将来の超新星残骸のX線・γ線観測と比較することによって、理論的に示唆された非対称ニュートリノ放射の有無を明らかにし、ニュートリノ非球対称度を推定することを目的としている。
令和5年度には以下の研究を実施した；(1) 3D超新星爆発計算を実施した。併せて計算中に判明した3D超新星爆発計算codeの不備を修正した。
(2) 令和6年度実施予定の複数モデルに対する3D超新星爆発および元素合成計算用として3D超新星爆発計算用の数値シミュレーション用ワークステーションを複数台購入し、計算のための環境構築およびテスト計算を行った。
(3) XRISM Guest Scientistとして採択されたXRISM衛星の重力崩壊型超新星残骸チームの一員として、最初期観測で得られたデータ解析結果とモデルを比較するために2D超新星爆発および元素合成計算モデルの結果を整理した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
令和5年度には、(1) 超新星爆発計算中に判明した3D超新星爆発計算codeの不備の修正に時間を要したこと、(2) 校務が多忙になったことにより、令和5年度に予定していた研究(の一部)を遂行できなかった。このため「遅れている」と自己評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和6年度には、「当初計画」の最終年度実施予定の内容を実施する。まずは主に令和5年度までに行った重力崩壊型超新星爆発の際に放出される核γ線・電子捕獲X線に関する研究を論文としてまとめる。次に3D超新星爆発・元素合成計算を行う。特に個々の超新星残骸との比較を見据えた少数の親星・3つ程度のニュートリノ非球対称度に対して、計算を行い、研究成果を学会・研究会にて発表する。
最後に、令和5年度までに行った非球対称ニュートリノ放射および速いニュートリノ振動を考慮した重力崩壊型超新星の多次元爆発・元素合成計算から得られたNi/Fe・Zn/Fe比の理論値に対して、XRISM衛星を用いた若くて明るい超新星残骸におけるNi/Fe・Zn/Fe比の観測可能性を定量的に評価し、XRISM衛星での重力崩壊型超新星残骸の最初期観測結果と比較する。さらにその結果を踏まえて、重力崩壊型超新星残骸におけるNi/Fe・Zn/Fe比のXRISM衛星による公募観測提案を検討する。
併せて、まずは球対称ニュートリノ放射の場合に、次に非球対称ニュートリノ放射の場合について、様々な質量の親星・少数のニュートリノ非球対称度に対して3D超新星爆発・元素合成計算を行い、2D計算と比較し、元素合成に対する軸対称性の影響を定性的・定量的に評価する。
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