大質量星重力崩壊とブラックホール形成に対する数値的研究

• 研究課題/領域番号: 24740163
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 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: 木内 建太 京都大学, 基礎物理学研究所, 研究員 (40514196)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 重力波 / 中性子星 / ガンマ線バースト / 数値相対論 / 磁場 / 高エネルギー天体現象

研究成果の概要

一般相対論的重力、核密度状態方程式、理想磁気流体、ニュートリノ輻射輸送を実装した数値相対論コードを作成した。具体的には数値相対論ー磁気流体コード、数値相対論―ニュートリノ輻射コードを連星中性子星合体及びブラックホール―中性子星合体へ転用した。これは、磁気流体不安定性を解像するには研究開始当初より遥かに高い解像度が必要であることが判明したため、物理時間にして重力崩壊より短い時間で済むコンパクト連星にコードを転用した。連星合体における磁場増幅、磁気乱流粘性、ニュートリノ輻射輸送の効果と元素合成をまとめた論文を3年間で13遍出版した。また、多数の国際会議／国内会議において招待講演を依頼さた。

研究成果

• [雑誌論文] The dynamical mass ejection from binary neutron star mergers: Radiation-hydrodynamics study in general relativity (2015)
  • 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
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Radioactively Powered Emission from Black Hole-Neutron Star Mergers (2014)
  • 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Influence of Thermal Pressure on Equilibrium Models of Hypermassive Neutron Star Merger Remnants (2014)
  • 著者名/発表者名: J. D. Kaplan, C. D. Ott, E. P. O'Connor, K. Kiuchi, L. Roberts and M. Duez
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 790 号: 1 ページ: 19-19
  • DOI: 10.1088/0004-637x/790/1/19
  • 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 mergers (2014)
  • 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
  • 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 stars (2014)
  • 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
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Progenitor models of the electromagnetic transient associated with the s hort GRB 130603B (2013)
  • 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mass ejection from the merger of binary neutron stars (2013)
  • 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three dimensional evolution of differentially rotating magnetized neutron stars (2012)
  • 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stably stratified magnetized stars in general relativity (2012)
  • 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gravitational waves and neutrino emission and effects of hyperons in binary neutron star mergers (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenta Kiuchi, Yuichiro Sekiguchi, Koutarou Kyutoku and Masaru Shibata
  • 雑誌名: Classcial and Quantum Gravity 巻: 29 号: 12 ページ: 124003-124003
  • DOI: 10.1088/0264-9381/29/12/124003
  • NAID: 120004398101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Current Status of Numerical-Relativity Simulations in Kyoto (2012)
  • 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
  • 査読あり
• [学会発表] 連星中性子星合体時のケルビン－ヘルムホルツ不安定性における磁場増幅 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木内建太
  • 学会等名: 物理学会第７０回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学、東京
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] 京を用いた連星磁場中性子星合体の数値相対論シミュレーション (2015)
  • 著者名/発表者名: 木内建太
  • 学会等名: 日本天文学会2015年春季大会
  • 発表場所: 大阪大学、大阪
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [学会発表] Magnetized binary neutron star merger simulations in numerical relativity (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenta Kiuchi
  • 学会等名: 重力波新学術領域第３回シンポジウム
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2015-02-19 – 2015-02-21
• [学会発表] ブラックホール―中性子星連星合体 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木内建太
  • 学会等名: 基研研究会「コンパクト連星合体からの重力波・電磁波放射とその周辺領域」
  • 発表場所: 京都大学、京都
  • 年月日: 2015-02-12 – 2015-02-14
  • 招待講演
• [学会発表] 京を用いた連星磁場中性子星合体の数値相対論シミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 木内建太
  • 学会等名: 第27回理論懇シンポジウム
  • 発表場所: 国立天文台
  • 年月日: 2014-12-24 – 2014-12-26
• [学会発表] Simulations of the magnetized binary neutron star merger on K computer (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenta Kiuchi
  • 学会等名: Conclusion Workshop of SFB/TR7 "Gravitational Wave Astronomy"
  • 発表場所: Jena University, Germany
  • 年月日: 2014-12-01 – 2014-12-05
• [学会発表] 連星中性子星合体における磁場増幅 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木内建太
  • 学会等名: 高エネルギー宇宙物理学研究会2014
  • 発表場所: 九州大学西新キャンパス、福岡
  • 年月日: 2014-11-23 – 2014-11-25
  • 招待講演
• [学会発表] 京を用いた連星磁場中性子星の数値相対論シミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 木内建太
  • 学会等名: PLASMA2014
  • 発表場所: 新潟朱鷺メッセ
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
  • 招待講演
• [学会発表] The simulation of magnetized binary neutron star mergers on K (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenta Kiuchi
  • 学会等名: The 24th Workshop on General Relativity and Gravitation
  • 発表場所: Kavli IPMU, the University of Tokyo
  • 年月日: 2014-11-10 – 2014-11-14
• [学会発表] ブラックホール-磁場中性子星連星合体 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木内建太
  • 学会等名: 理論天文学研究会2014
  • 発表場所: 休暇村、館山
  • 年月日: 2014-11-10 – 2014-11-12
  • 招待講演
• [学会発表] 連星中性子星合体における磁場増幅機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木内建太
  • 学会等名: 第２回DTAシンポジウム
  • 発表場所: 国立天文台、三鷹
  • 年月日: 2014-10-27 – 2014-10-29
  • 招待講演
• [学会発表] 連星中性子星合体における磁場の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木内建太
  • 学会等名: 新学術領域「実験と観測で解き明かす中性子星の核物質」第３回研究会
  • 発表場所: 熱川、静岡
  • 年月日: 2014-09-23 – 2014-09-25
• [学会発表] 京を用いた連星磁場中性子星合体の高解像度数値相対論シミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 木内建太
  • 学会等名: 物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 佐賀大学、佐賀
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-21
• [学会発表] Magnetized binary neutron star merger simulations on K (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenta Kiuchi
  • 学会等名: ERE2014
  • 発表場所: Valencia, Spain
  • 年月日: 2014-09-01 – 2014-09-05
• [学会発表] Magnetized binary neutron star merger simulations on K (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenta Kiuchi
  • 学会等名: ASTRONUM2014
  • 発表場所: Long beach, CA
  • 年月日: 2014-07-23 – 2014-07-27
• [学会発表] Magnetized binary neutron star merger simulations on K (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenta Kiuchi
  • 学会等名: MR2014
  • 発表場所: Tokyo University
  • 年月日: 2014-05-20 – 2014-05-23
  • 招待講演
• [学会発表] 京を用いた磁場連星中性子星合体の数値相対論シミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 木内建太
  • 学会等名: JpGU2014年大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜会議センター
  • 年月日: 2014-04-29 – 2014-05-02
  • 招待講演
• [学会発表] 磁場中性子星―ブラックホール連星合体の数値相対論シミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 木内建太
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] ブラックホール―磁場中性子星連星合体の数値相対論シミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 木内建太
  • 学会等名: 日本天文学会春季大会
  • 発表場所: 国際基督教大学
• [学会発表] Black Hole-magnetized neutron star binary merger simulation in numerical relativity (2014)
  • 著者名/発表者名: 木内建太
  • 学会等名: 新学術領域研究「重力波天体の多様な観測による宇宙物理学の新展開」第２回シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] 磁場中性子星連星合体の高解像度シミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 木内建太
  • 学会等名: HPCI戦略プログラム分野５「物質と宇宙の起源と構造」
  • 発表場所: 富士ソフトアキバプラザ
• [学会発表] General relativistic simulation of binary neutron star mergers with microphysics (2013)
  • 著者名/発表者名: 木内建太
  • 学会等名: the Microphysics in Computational Relativistic Astrophysics Workshop 2013
  • 発表場所: European Center of Theoretical Studies in nuclear physics and related areas
• [学会発表] General relativistic simulation of binary neutron star mergers with neutrino cooling (2013)
  • 著者名/発表者名: 木内建太
  • 学会等名: General Relativity 20 and Amaldi 10
  • 発表場所: Warsaw University
• [学会発表] 磁場連星中性子星合体の数値相対論シミュレーション
  • 著者名/発表者名: 木内建太，久徳浩太郎，関口雄一郎，柴田大，仏坂健太
  • 学会等名: 日本物理学会第６８回年次大会
  • 発表場所: 広島大学（広島県）
• [学会発表] 数値相対論
  • 著者名/発表者名: 木内建太
  • 学会等名: 第25回理論懇シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県）
  • 招待講演
• [学会発表] 高速回転磁場中性子星進化の三次元一般相対論的磁気流体シミュレーション
  • 著者名/発表者名: 木内建太，久徳浩太郎，柴田大
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 京都産業大学（京都大学）
• [学会発表] General relativistic simulations of magnetized binary neutron star merger
  • 著者名/発表者名: Kiuchi, Kenta
  • 学会等名: JGRG22
  • 発表場所: 東京大学ビックバン宇宙国際研究センター（東京都）
• [学会発表] General Relativistic Simulation of Magnetized Binary Neutron Star Mergers
  • 著者名/発表者名: Kiuchi, Kenta
  • 学会等名: Rattle and Shine: Gravitational Wave and Electromagnetic Studies of Compact Binary Mergers
  • 発表場所: KITP（サンタバーバラ、アメリカ）
• [学会発表] Black hole-neutron star merger with neutrino cooling
  • 著者名/発表者名: Kiuchi, Kenta
  • 学会等名: Quarks to Universe in Computational Science (QUCS 2012)
  • 発表場所: Nara Prefectural New Public Hall（奈良県）
• [備考] コンパクト連星合体の数値相対論シミュレーション可視化
  • URL: http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~kenta.kiuchi/GWRC/
• [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