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連星中性子星およびブラックホール中性子星連星の合体による重力波に対する数値的研究

研究課題

研究課題/領域番号 21340051
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関京都大学

研究代表者

柴田 大  京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (80252576)

研究分担者 関口 雄一郎  京都大学, 基礎物理学研究所, 特定研究員 (50531779)
木内 建太  京都大学, 基礎物理学研究所, 特定研究員 (40514196)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)
2011年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2010年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2009年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワード宇宙物理(理論) / 重力波 / ブラックホール / 中性子星 / 連星 / 数値相対論 / 一般相対論 / 宇宙物理学 / ニュートリノ
研究概要

連星中性子星およびブラックホール・中性子星連星の合体に対して、中性子星に対する幅広い状態方程式と質量、およびブラックホールに対する幅広い質量とスピンを採用しながら一般相対論的数値計算を実行し、合体過程の全容、合体後に誕生する天体の特徴、および放射される重力波の波形をこれまでになく系統的に解明した。特に、合体時の重力波波形が、中性子星の状態方程式やブラックホールのスピンを反映することを見出した。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (53件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (31件) (うち査読あり 31件) 学会発表 (15件) 図書 (2件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] "Radiation Magnetohydrodynamics for Black Hole-Torus System in Full General Relativity: A Step toward Physical Simulation2012

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata and Y. Sekiguchi
    • 雑誌名

      Prog. Theor. Phys

      巻: 127 ページ: 535-559

    • NAID

      110009431168

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extracting equation of state parameters from black hole-neutron star mergers : nonspinning black holes2012

    • 著者名/発表者名
      Benjamin D.Lackey, Koutarou Kyutoku, Masaru Shibata, Patrick R.Brady, John L.Friedman
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 85 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevd.85.044061

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radiation Magnetohydrodynamics for Black Hole-Torus System in Full General Relativity : A Step toward Physical Simulation2012

    • 著者名/発表者名
      M.Shibata, Y.Sekiguchi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics

      巻: 127 ページ: 535-559

    • NAID

      110009431168

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gravitational waves from spinning black hole-neutron star binaries : dependence on black hole spins and on neutron star equations of state2011

    • 著者名/発表者名
      Koutarou Kyutoku, Hirotada Okawa, Masaru Shibata, Keisuke Taniguchi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 84 号: 6 ページ: 1-32

    • DOI

      10.1103/physrevd.84.064018

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of hyperons in binary neutron star mergers2011

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

      Physical Review Letters

      巻: 107 号: 21 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1103/physrevlett.107.211101

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gravitational waves and neutrino emission from the merger of binary neutron stars2011

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

      Physical Review Letters

      巻: 107 号: 5 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1103/physrevlett.107.051102

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of black hole and accretion disk in collapsar2011

    • 著者名/発表者名
      Y.-I. Sekiguchi and M. Shibata
    • 雑誌名

      Astrophys. J

      巻: 737 号: 1 ページ: 6-6

    • DOI

      10.1088/0004-637x/737/1/6

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gravitational waves from the Papaloizou-Pringle instability in black hole-torus systems2011

    • 著者名/発表者名
      K.Kiuchi, M.Shibata, et al
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 106 号: 25 ページ: 251102-251102

    • DOI

      10.1103/physrevlett.106.251102

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binary neutron star mergers: Dependence on the nuclear equation of state"2011

    • 著者名/発表者名
      K. Hotokezaka, K. Kyutoku, H. Okawa, M. Shibata, and K. Kiuchi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 83

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Truncated Moment Formalism for Radiation Hydrodynamics in Numerical Relativity2011

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata, K. Kiuchi, Y. Sekiguchi, and Y. Suwa
    • 雑誌名

      Prog. Theor. Phys

      巻: 125 ページ: 1255-1287

    • NAID

      110008685834

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coalescence of black hole-neutron star binaries2011

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata and K. Taniguchi, Astorphys. J. Supplement
    • 雑誌名

      Living Review in Relativity

      巻: 14

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-axisymmetric instabilities of neutron stars with purely toroidal magnetic fields2011

    • 著者名/発表者名
      K. Kiuchi, S. Yoshida, and M. Shibata
    • 雑誌名

      Astron. Astrophys

      巻: 532

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Afterglow of binary neutron star merger2011

    • 著者名/発表者名
      M.Shibata, et al
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Letters

      巻: 734 号: 2 ページ: L36-L36

    • DOI

      10.1088/2041-8205/734/2/l36

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-axisymmetric instabilities of neutron stars with purely toroidal magnetic fields2011

    • 著者名/発表者名
      K.Kiuchi, S.Yoshida, M.Shibata
    • 雑誌名

      Astronomy and Astrophysics

      巻: 532 ページ: A30-A30

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201016242

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coalescence of black hole-neutron star binaries2011

    • 著者名/発表者名
      M.Shibata, K.Taniguchi
    • 雑誌名

      Living Review in Relativity

      巻: 14,6 ページ: 1-90

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Truncated Moment Formalism for Radiation Hydrodynamics in Numerical Relativity2011

    • 著者名/発表者名
      M.Shibata, et al
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics

      巻: 125 ページ: 1255-1287

    • NAID

      110008685834

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binary neutron star mergers : Dependence on the nuclear equation of state2011

    • 著者名/発表者名
      K.Hotokezaka, et al
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 83

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constraining Nuclear-Matter Equations of State by Gravitational Waves from Black Hole-Neutron Star Binaries2010

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata and K. Kyutoku
    • 雑誌名

      Prog. Theor. Phys. Supplement

      巻: 186 ページ: 17-25

    • NAID

      110008143413

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binary neutron star mergers with WHISKY and SACRA2010

    • 著者名/発表者名
      L. Baiotti, M.Shibata, and T. Yamamoto
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 82 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevd.82.064015

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gravitational waves from non-spinning black hole-neutron star binaries: Dependence on equations of state2010

    • 著者名/発表者名
      K. Kyutoku, M. Shibata, and K. Taniguchi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 82 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevd.82.044049

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of self-gravity on runaway instability of black hole-torus system2010

    • 著者名/発表者名
      P. Montero, J.A. Font, and M. Shibata
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett

      巻: 104 号: 19

    • DOI

      10.1103/physrevlett.104.191101

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binary neutron stars in quasiequilibrium2010

    • 著者名/発表者名
      K. Taniguchi and M. Shibata
    • 雑誌名

      Astrophys. J. Supplement

      巻: 188 号: 1 ページ: 187-208

    • DOI

      10.1088/0067-0049/188/1/187

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploring binary-neutron -star-merger scenario of short-gamma-ray bursts by gravitational-wave observation2010

    • 著者名/発表者名
      K. Kiuchi, Y. Sekiguchi, M. Shibata, and K. Taniguchi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 104 号: 14

    • DOI

      10.1103/physrevlett.104.141101

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binary neutron stars in quasiequilibrium2010

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi, Shibata
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Supplement

      巻: 188 ページ: 187-208

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gravitational waves from non-spinning black hole-neutron star binaries2010

    • 著者名/発表者名
      Kyutoku, Shibata, Taniguchi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 82

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constraining nuclear-matter equations of state by gravitational waves from black hole-neutron star binaries2010

    • 著者名/発表者名
      Shibata, Kyutoku
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Physics

      巻: 186 ページ: 17-25

    • NAID

      110008143413

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonaxisymmetric instability of rapidly rotating black hole in five dimensions2010

    • 著者名/発表者名
      Shibata, Yoshino
    • 雑誌名

      Physical Review D 81

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-conformal flat initial data for binary compact objects2009

    • 著者名/発表者名
      K. Uryu, F. Limousin, J.L. Friedman, E.Gourgoulhon, and M. Shibata
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 80 号: 12

    • DOI

      10.1103/physrevd.80.124004

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Longterm general relativistic simulation of binary neutron stars collapsing to a black hole2009

    • 著者名/発表者名
      K. Kiuchi, Y. Sekiguchi, M. Shibata, and K. Taniguchi
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 80 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevd.80.064037

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Longterm general relativistic simulation of binary neutron stars collapsing to a black hole2009

    • 著者名/発表者名
      Kiuchi, Sekiguchi, Shibata, ほか
    • 雑誌名

      Physical Review D 80

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-conformally flat initial data for binary compact objects2009

    • 著者名/発表者名
      Uryu, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review D 80

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Coalescence of binary neutron stars and black hole-neutron star binaries2011

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata
    • 学会等名
      seventh ICGC
    • 発表場所
      Goa, India
    • 年月日
      2011-12-18
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Gravitational waves from binary neutron stars2011

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata
    • 学会等名
      Black holes: New horizon
    • 発表場所
      Banff, Canada
    • 年月日
      2011-11-24
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 数値相対論2011

    • 著者名/発表者名
      柴田 大
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      弘前大学
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 数値相対論2011

    • 著者名/発表者名
      柴田大
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      弘前大学(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Higher-dimensional numerical relativity2011

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata
    • 学会等名
      Numerical relativity and high-energy physics
    • 発表場所
      Madeira, Portugal
    • 年月日
      2011-09-02
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Higher-dimensional numerical relativity2011

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata
    • 学会等名
      Numerical relativity beyond astrophysics
    • 発表場所
      Edinburgh, Scotland
    • 年月日
      2011-07-13
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Coalescence of binary neutron stars and black hole-neutron star binaries2011

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata
    • 学会等名
      Advances in Computational Astrophysics
    • 発表場所
      Cefalu, Italy
    • 年月日
      2011-06-15
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Merger of binary neutron stars and black hole-neutron star binaries2011

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata
    • 学会等名
      2011 Shanghai Asia-Pacific School and Workshop on Gravitation
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Merger of binary neutron stars and black hole-neutron star binaries2011

    • 著者名/発表者名
      M.Shibata
    • 学会等名
      2011 Shanghai Asia-Pacific School and Workshop on Gravitation
    • 発表場所
      上海師範大学、中華人民共和国
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Merger of binary neutron stars and black hole-neutron star binaries2009

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata
    • 学会等名
      Computational relativistic astrophysics
    • 発表場所
      Princeton, USA
    • 年月日
      2009-10-23
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Merger of binary neutron stars and black hole-neutron star binaries2009

    • 著者名/発表者名
      M.Shibata
    • 学会等名
      Computational relativistic astrophysics
    • 発表場所
      USA, Princeton 大
    • 年月日
      2009-10-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of binary merger in Japan2009

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata
    • 学会等名
      MICRA2009
    • 発表場所
      Neils Bohr Institute, Denmark
    • 年月日
      2009-08-24
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of binary merger in Japan2009

    • 著者名/発表者名
      M.Shibata
    • 学会等名
      MICRA2009
    • 発表場所
      Denmark, Neils Bohr Institute
    • 年月日
      2009-08-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Fully general relativistic MHD simulation of binary neutron stars2009

    • 著者名/発表者名
      M. Shibat
    • 学会等名
      ASTRONUM2009
    • 発表場所
      Chamonix, France
    • 年月日
      2009-07-02
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Fully general relativistic MHD simulation of binary neutron stars2009

    • 著者名/発表者名
      M.Shibata
    • 学会等名
      ASTRONUM2009
    • 発表場所
      France, Chamonix
    • 年月日
      2009-07-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 計算科学第2巻「計算と宇宙」2012

    • 著者名/発表者名
      宇川彰、青木慎也、初田哲男、柴田大、梅村雅之、西村純
    • 総ページ数
      250
    • 出版者
      岩波書店
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] 計算科学2巻計算と宇宙2012

    • 著者名/発表者名
      宇川彰, ほか
    • 総ページ数
      250
    • 出版者
      岩波書店
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考] 代表者の研究成果

    • URL

      http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~mshibata/research.html

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考] 代表者の論文リスト

    • URL

      http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~mshibata/shiba1.html

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考] 研究で得られた重力波波形のデータを掲載

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考] 自身のページ

    • URL

      http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~mshibata/indexj.html

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考] 重力波の計算データを公表

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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