| 研究課題/領域番号 |
21H01083
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 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
|
|---|
| 研究機関 | 早稲田大学 |
|---|
研究代表者 |
山田 章一 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (80251403)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
|
|---|
| キーワード | 超新星 / 中性子星 / ブラックホール / ニュートリノ / 重力波 / 自転 / 対流 / シミュレーション / 大質量星 / 重力崩壊 / ニュートリノ振動 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、形成時の質量が太陽の約10 倍以上であるような大質量星が、準静的進化の後にコアの重力崩壊により超新星爆発を起こすかあるいはそれに失敗し、中性子星またはブラックホールを形成するに至るまでの一連の進化を、第一原理的計算とそれにより較正された物理モデルを組み込んだ現象論的計算とを組み合わせる事によって、定量的に明らかにすることを目的とする。その際、星の自転と一般相対論をフルに考慮する。また、ニュートリノや重力波といった観測可能量についても定量的な評価を行い、将来実際に検出があった場合に核物質の状態方程式や親星の角運動量などに定量的な制限がつけられるようにする。
|
| 研究成果の概要 |
大質量星は一般に高速で自転している。本研究では、その自転が自らの準静的進化と重力崩壊及びその結果として形成される中性子星やブラックホールにどのような影響を及ぼすかを定量的に研究することを目指し、そのために必要となる数値計算上のツール開発とその応用を行った。具体的には、進化計算に適した独自の新しい定式化に基づき、回転平衡形状の進化シークェンスを数値的に求めるコードを構築し、白色矮星の進化計算に応用した。またそれとは別に、流体力学コード、ニュートリノ輸送コード、アインシュタイン方程式を解くコードを統合し、原始中性子星の冷却計算に応用し、対流と自転の影響を明らかにした。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来、自転する恒星の進化計算は角度方向に平均をとった球対称モデルに基づいて行われてきた。しかし、基礎方程式が非線形であるため、平均の進化は進化の平均と一致しない。このため、平均を取らずに進化計算をすることが必要である。本研究では独自の定式化を行い、自転する恒星の進化計算を可能とするための基盤を確立した。また、大質量星が進化の最後に起こす重力崩壊と中性子星またはブラックホールの形成を人為的な仮定やモデルを用いることなく計算するための数値シミュレーションコードも開発し、原始中性子星の冷却段階等に応用し、対流と自転がニュートリノや重力波放射に与える影響を調べることに成功した。
|
