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数値相対論による重力波源の研究

研究課題

研究課題/領域番号 24244028
研究種目

基盤研究(A)

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 田越 秀行  大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (30311765)
木内 建太  京都大学, 基礎物理学研究所, 研究員 (40514196)
関口 雄一郎  京都大学, 基礎物理学研究所, 研究員 (50531779)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)
2015年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2014年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
2013年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2012年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
キーワード重力波 / 数値相対論 / 中性子星 / 中性子星連星 / ブラックホール / マクロノバ / 重元素合成 / 磁気流体 / ニュートリノ / r-プロセス / 連星中性子星 / 重力崩壊 / ガンマ線バースト / キロノヴァ / r過程重元素合成 / γ線バースト / トランジエント電磁波放射
研究成果の概要

数値相対論により中性子星連星の合体過程を調べ、以下の成果を得た。①連星中性子星合体後に誕生する大質量中性子星の性質の状態方程式依存性を詳しく分類した。②連星中性子星合体時に太陽質量の0.1~1%の物質が光速度の約20%の速度で放出されることを示した。さらに放出される中性子過剰物質から太陽組成に一致する重元素が生成されうることを示した。③中性子星・ブラックホール連星合体において中性子星が潮汐破壊されると一部の物質が非等方的に放出され、特徴的な重力波や電磁波が放射されることを示した。④高解像度磁気流体計算を行い、連星中性子星合体時には磁気流体不安定性で磁場強度が短時間で増大することを示した。

報告書

(5件)
  • 2016 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (57件)

すべて 2016 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (30件) (うち国際共著 4件、 査読あり 29件、 謝辞記載あり 14件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 4件、 招待講演 16件) 図書 (1件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] The University of Mississippi/Cardiff University(USA, United Kingdom)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Max Planck Institute(Germany)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] The University of Valencia(Spain)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Measurability of the tidal deformability by gravitational waves from coalescing binary neutron stars2016

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

      Physical Review D

      巻: 93 号: 6 ページ: 064082-064082

    • DOI

      10.1103/physrevd.93.064082

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Models of Kilonova/macronova emission from black hole-neutron star mergers2016

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

      Astrophysical Journal

      巻: 825 号: 1 ページ: 52-52

    • DOI

      10.3847/0004-637x/825/1/52

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The dynamical mass ejection from binary neutron star mergers: Radiation-hydrodynamics study in general relativity2015

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

      Physical Review D

      巻: 91 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevd.91.064059

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Exploring tidal effects of coalescing binary neutron stars in numerical relativity II: Longterm simulations2015

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

      Physical Review D

      巻: 91 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevd.91.064060

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Black hole-neutron star binary merger: Dependence on black hole spin orientation and equation of state2015

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

      Physical Review D

      巻: 92 号: 2 ページ: 024014-024014

    • DOI

      10.1103/physrevd.92.024014

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dynamical mass ejection from black hole-neutron star binaries2015

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

      Physical Review D

      巻: 92 号: 4 ページ: 044028-044028

    • DOI

      10.1103/physrevd.92.044028

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High-resolution magnetohydrodynamics simulation of black hole-neutron star merger: Mass ejection and short gamma-ray burst2015

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kiuchi, Yuichiro Sekiguchi, Koutarou Kyutoku, Masaru Shibata, Keisuke Taniguchi, and Tomohide Wade
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 92 号: 6 ページ: 064034-064034

    • DOI

      10.1103/physrevd.92.064034

    • NAID

      120005690189

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Gravitational-wave cutoff frequencies of tidally disruptive neutron star-black hole binary mergers2015

    • 著者名/発表者名
      Francesco Pannarale, Emanuele Berti, Koutarou Kyutoku, Benjamin D. Lackey, Masaru Shibata
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 92 号: 8 ページ: 081504-081504

    • DOI

      10.1103/physrevd.92.081504

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Aligned spin neutron star-black hole mergers: A gravitational waveform amplitude model2015

    • 著者名/発表者名
      Francesco Pannarale, Emanuele Berti, Koutarou Kyutoku, Benjamin D. Lackey, Masaru Shibata
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 92 号: 8 ページ: 084050-084050

    • DOI

      10.1103/physrevd.92.084050

    • NAID

      120005690188

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Efficient magnetic-field amplification due to the Kelvin-Helmholtz instability in binary neutron star mergers2015

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

      Physical Review D

      巻: 92 号: 12 ページ: 124034-124034

    • DOI

      10.1103/physrevd.92.124034

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Quasi-equilibrium sequences of binary neutron stars undergoing dynamical scalarization2015

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

      Physical Review D

      巻: 91 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevd.91.024033

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Coalescence of binary neutron stars in a scalar-tensor theory of gravity2014

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata, K. Taniguchi, H. Okawa, and A. Buonanno
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 89 号: 8

    • DOI

      10.1103/physrevd.89.084005

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A conservative form of Boltzmann's equation in general relativity2014

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata, H. Nagakura, Y. Sekiguchi, and S. Yamada,
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 89 号: 8

    • DOI

      10.1103/physrevd.89.084073

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Production of all the r-process nuclides in the dynamical ejecta of neutron star mergers2014

    • 著者名/発表者名
      S. Wanajo, Y. Sekiguchi, N. Nishimura, K. Kiuchi, K. Kyutoku, and M. Shibata,
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal Letters

      巻: 789 号: 2 ページ: L39-L39

    • DOI

      10.1088/2041-8205/789/2/l39

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High-resolution numerical-relativity simulations for the merger of binary magnetized neutron stars2014

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

      Physical Review D

      巻: 90 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevd.90.041502

    • NAID

      120005469581

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reducing orbital eccentricity in initial data of binary neutron stars2014

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

      Physical Review D

      巻: 90 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevd.90.064006

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ultra-Relativistic Counterparts to Binary Neutron Star Mergers in Every Direction, X-ray-to-Radio Bands and Second-to-Day Timescales2014

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

      Monthly Notice Royal Astronomical Society

      巻: 436 号: 1 ページ: L6-L10

    • DOI

      10.1093/mnrasl/slt128

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radioactively Powered Emission from Black Hole-Neutron Star Mergers2014

    • 著者名/発表者名
      M. Tanaka, K. Hotokezaka, K. Kyutoku, S. Wanajo, K. Kiuchi, Y. Sekiguchi, and M. Shibata
    • 雑誌名

      Astrophysics Journal

      巻: 780 号: 1 ページ: 31-40

    • DOI

      10.1088/0004-637x/780/1/31

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extracting equation of state parameters from black hole-neutron star mergers: aligned-spin black holes and a preliminary waveform model2014

    • 著者名/発表者名
      B. D. Lackey, K. Kyutoku, M. Shibata, P. R. Brady, J. L. Friedman
    • 雑誌名

      Physical Review

      巻: 89 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevd.89.043009

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Jet collimation in the ejecta of double neutron star merger : new canoni cal picture of short gamma-ray bursts2014

    • 著者名/発表者名
      H. Nagakura, K. Hotokezaka, Y. Sekiguchi, M. Shibata, and K. Ioka
    • 雑誌名

      Astrophysics Journal

      巻: 783 号: 2 ページ: 28-32

    • DOI

      10.1088/2041-8205/784/2/l28

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anisotropic mass ejection from black hole-neutron star binaries:Diversity of electromagnetic counterparts2013

    • 著者名/発表者名
      Kyutoku, Koutarou; Ioka, Kunihito; Shibata, Masaru
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 88 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevd.88.041503

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Remnant massive neutron stars of binary neutron star mergers : Evolution and gravitational waveform2013

    • 著者名/発表者名
      K. Hotokezaka, K. Kiuchi, K. Kyutoku, T. Muranushi, Y. Sekigu chi, M. Shibata, and K. Taniguchi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 044026 号: 4 ページ: 1-30

    • DOI

      10.1103/physrevd.88.044026

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Matter effect on binary neutron star waveforms2013

    • 著者名/発表者名
      J. S. Read, L. Baiotti, J. D. E. Creighton, J. L. Friedman, B. Giacomazzo, K. Kyutoku, C. Markakis, L. Rezzolla, M. Shibata, K. Taniguchi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 88 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevd.88.044042

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Nonspinning black hole-neutron star mergers: a model for the amplitude of gravitational waveforms2013

    • 著者名/発表者名
      F. Pannarale, E. Berti, K. Kyutoku, M. Shibata
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 88 号: 8

    • DOI

      10.1103/physrevd.88.084011

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Progenitor models of the electromagnetic transient associated with the s hort GRB 130603B2013

    • 著者名/発表者名
      K. Hotokezaka, K. Kyutoku, M. Tanaka, K. Kiuchi, Y. Sekiguchi, M. Shibata, and S. Wanajo
    • 雑誌名

      Astrophysics Journal

      巻: 778 号: 1 ページ: 16-21

    • DOI

      10.1088/2041-8205/778/1/l16

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mass ejection from the merger of binary neutron stars2013

    • 著者名/発表者名
      Kenta Hotokezka, Koutarou Kyutoku, Kenta Kiuchi, et al.
    • 雑誌名

      Physical review D

      巻: 87 号: 2 ページ: 24-001

    • DOI

      10.1103/physrevd.87.024001

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploring tidal effects of coalescing binary neutron stars in numerical relativity2013

    • 著者名/発表者名
      Kenta Hotokezaka, Kotarou Kyutoku, Masaru Shibata
    • 雑誌名

      Physical review D

      巻: 87 号: 4 ページ: 44-001

    • DOI

      10.1103/physrevd.87.044001

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Current Status of Numerical-Relativity Simulations in Kyoto2012

    • 著者名/発表者名
      関口雄一郎、木内建太、久徳浩太郎、柴田大
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 01 号: 1 ページ: 1-49

    • DOI

      10.1093/ptep/pts011

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stably stratified magnetized stars in general relativity2012

    • 著者名/発表者名
      吉田至順、木内建太、柴田大
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 86 号: 4 ページ: 44012-44012

    • DOI

      10.1103/physrevd.86.044012

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three dimensional evolution of differentially rotating magnetized neutron stars2012

    • 著者名/発表者名
      木内建太、久徳浩太郎、柴田大
    • 雑誌名

      Physicl Review D

      巻: 86 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevd.86.064008

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Merger of neutron-star binaries: gravitational waves and electromagnetic counterparts2015

    • 著者名/発表者名
      Masaru Shibata
    • 学会等名
      11th Amaldi conference on gravitational waves
    • 発表場所
      Gwangju, Korea
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neutron star mergers, high density EoS, and gravitational waves2015

    • 著者名/発表者名
      Masaru Shibata
    • 学会等名
      Quark Matter 2915
    • 発表場所
      Kobe
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gravitational waves and dynamical mass ejection from binary neutron star merger2015

    • 著者名/発表者名
      Masaru Shibata
    • 学会等名
      Workshop on neutron-star mergers
    • 発表場所
      Thessaloniki, Greece
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Setting the stage: Status and issues of neutron-star binary merger in numerical relativity2015

    • 著者名/発表者名
      Masaru Shibata
    • 学会等名
      MICRA2015
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Merger of binary neutron stars: Gravitational waves and electromagnetic counterparts2014

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata
    • 学会等名
      Conclusion Workshop of SFB/TR7 "Gravitational Wave Astronomy
    • 発表場所
      Jena, Germany
    • 年月日
      2014-12-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Merger of binary neutron stars in numerical relativity2014

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata
    • 学会等名
      Advances and perspectives in computational nuclear physics
    • 発表場所
      ハワイ島、アメリカ
    • 年月日
      2014-10-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] inary neutron star mergers: Gravitational waves and electromagnetic counterparts2014

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata
    • 学会等名
      NEB 16 - RECENT DEVELOPMENTS IN GRAVITY
    • 発表場所
      ミコノス島、ギリシア
    • 年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Binary neutron star mergers: Gravitational waves and electromagnetic counterparts2014

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata
    • 学会等名
      Spanish relativity meeting
    • 発表場所
      バレンシア、スペイン
    • 年月日
      2014-09-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Revisiting the stability of 5D Myers-Perry black holes in the Z4c formalism2014

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata
    • 学会等名
      New frontier in dynamical gravity
    • 発表場所
      Cambridge, UK
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Merger of binary neutron stars in numerical relativity: status and issues2013

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata
    • 学会等名
      Gravitational Wave Tests of Alternative Theories of Gravity in the Advanced Detector Era
    • 発表場所
      Bozeman, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Coalescence and explosion of compact neutron star binaries2013

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata
    • 学会等名
      ICTS program on numerical relativity
    • 発表場所
      Bangalore, India
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mass ejection and electromagnetic counterpart of neutron-star-binary mergers [2013

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata
    • 学会等名
      CoCoNuT Meeting 2013
    • 発表場所
      Meudon, France
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Binary neutron star merger with a 'soft' equation of state and r-process2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Sekiguchi
    • 学会等名
      CoCoNuT Meeting 2013
    • 発表場所
      Meudon, France
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Numerical simulation for binary neutron star mergers

    • 著者名/発表者名
      柴田大
    • 学会等名
      Gamma-ray Bursts in the Era of Rapid Follow-up
    • 発表場所
      Merseyside Maritime Museum, Liverpool, UK
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Numerical simulations of gravitational waves with matter

    • 著者名/発表者名
      柴田大
    • 学会等名
      Gravitational Wave and Electromagnetic Studies of Compact Binary Mergers
    • 発表場所
      KITP, Santa Barbara, USA
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Virial relation and first law in sclar-tensor theories of gravity

    • 著者名/発表者名
      柴田大
    • 学会等名
      Strong gravity beyond GR
    • 発表場所
      CENTRA, Lisbon, Portogul
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Implementation of nuclear-theory-based EOS and neutrino physics in numerical relativity simulations

    • 著者名/発表者名
      関口雄一郎
    • 学会等名
      2012 KISTI workshop
    • 発表場所
      KISTI, Daejeon, Korea
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Merger of binary neutron stars

    • 著者名/発表者名
      関口雄一郎
    • 学会等名
      East Asia Numerical Astrophysics Meeting (EANAM) 2012
    • 発表場所
      京大基礎物理学研究所、京都府
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Numerical Relativity2016

    • 著者名/発表者名
      Masaru Shibata
    • 総ページ数
      844
    • 出版者
      World Scientific
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] Home page of Masaru Shibata

    • URL

      http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~masaru.shibata/index.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 柴田大のホームページ

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 京都大学重力波物理学研究センター

    • URL

      http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~gravity.wave.centre/gwrc.php

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 柴田大のホームページ

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 重力波物理学研究センターのページ

    • URL

      http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~gravity.wave.centre/gwrc.php?mode=top

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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