| 研究課題/領域番号 |
22KF0175
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| 補助金の研究課題番号 |
21F21017 (2021-2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2021-2022) |
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| 応募区分 | 外国 |
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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 | 京都大学 |
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研究代表者 |
瀬戸 直樹 京都大学, 理学研究科, 助教 (80462191)
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| 研究分担者 |
MCNEILL LUCY 京都大学, 理学研究科, 外国人特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 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 |
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2023年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
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| キーワード | 重力波 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
白色矮星連星は重力波及び電磁波両方で観測可能な天体であり、長期的に天文学の革新的な道具になる可能性を秘めている。このためには、質量輸送、潮汐効果、散逸過程をはじめとする多様な天体物理効果の影響を精査することが重要になる。本計画では光赤外やX線など観測計画の進展も視野に入れて、LISA時代の白色矮星連星研究の可能性を追究する。また、白色矮星連星と関連する中性子連星を並列的に研究し、広い視点で銀河内短周期連星の研究を進めていく。
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| 研究実績の概要 |
今年度、McNeillは以下に述べる研究成果とそれに関連する別の成果をあげました。2024年度に2編の論文として投稿する準備中です。
白色矮星恒星進化モデルを援用して、任意の質量と表面温度を持つ白色矮星の半径の経験的関係を見つけました。この関係は、短周期連星の光学観測と整合しています。次に、前年度に構築した手法を発展させ、現在のZTFサンプルが銀河内全体の短周期連星白色矮星集団を代表しているか、またはサンプルが外れ値である可能性があるかを判別するための解析方法を考案しました。近傍の観測サンプルにその手法を適用したところ、不確実性の範囲内で、本来の集団を代表している可能性が高いことがわかりました。言い換えれば、現在のサンプルの観測バイアスはおそらく小さいと考えられます。モデル内では主要な加熱過程としては連星間の潮汐相互作用を考えています。白色矮星の冷却のタイムスケールと、理論的な潮汐加熱のタイムスケールを比較することで、残存冷却と潮汐加熱の効果を分離することができます。
比較的高温な短周期連星の来歴を説明するために、白色矮星の内部潮汐摩擦に対する表面温度変化に注目して検討を進めました。その準備として、重力波の放射によって軌道周期が低下するにつれて、潮汐加熱が増加する系の発展方程式を定式化しました。この連動した非線形モデルを使用すると、形成からロッシュローブのオーバーフローの開始までの任意の離れた白色矮星二重連星の過去と将来の温度（および半径）を推定することができます。この枠組みは、将来のZTF二重連星の構成要素を「外れ値」として分類するのにも使用できます。つまり、高温なのは年齢が低いためなのか？あるいは潮汐効果が効率的に効いているのかを診断できます。
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