| 研究課題/領域番号 |
21K03556
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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 | 琉球大学 |
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研究代表者 |
谷口 敬介 琉球大学, 理学部, 教授 (70586528)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | 宇宙物理 / 一般相対論 / 中性子星 / 連星系 / 準平衡解 / 数値計算 / 連星中性子星 / 内部構造 / 磁場 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、連星中性子星の合体時に放出された重力波が観測され、その電磁波対応天体の多波長観測も行われるようになった。それらの観測データをもとに、中性子星を構成している高密度核物質の状態方程式（密度と圧力、温度などの関係式）の情報が得られたが、さらに詳細な情報を得るためには、中性子星の内部構造や磁場構造を取り入れた連星中性子星モデルの構築が必要である。
本研究では、連星中性子星の合体より前の準平衡段階（公転周期よりも重力波放出による軌道収縮時間の方が十分長い段階）に着目し、中性子星に内部構造と磁場構造を入れた場合の一般相対論的モデルを構築する。そのモデルを用いて、合体直前の物理過程の解明を目指す。
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| 研究成果の概要 |
連星中性子星は軌道運動を行うことで重力波を放出し、徐々に連星間距離を縮め、最終的には合体する。本研究では、内部構造を考慮に入れた中性子星で構成された連星中性子星について、合体前の準平衡段階に関する一般相対論を用いた数値的研究を行った。まず、中性子星内部に流体成分が二つ（中性子と陽子を想定）存在すると仮定し、定式化を行った。その定式化に基づき、連星中性子星の準平衡解を構成する数値計算コード開発に取り組んだ。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現在、日本・アメリカ・ヨーロッパでレーザー干渉計を使った重力波観測が行われている。連星中性子星が合体直前に放出する重力波を観測した場合、その波形を用いて潮汐作用による中性子星の変形度を推定し、それを元に中性子星核物質の状態方程式の情報を得ることが可能である。本研究では、合体後の質量放出等に影響を与える中性子星の構成成分を2流体にすることで、中性子星核物質の状態方程式を解明するための基礎研究に寄与した。
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