強磁場中性子星モデルを用いた巨大フレア現象の解明

• 研究課題/領域番号: 24740177
• 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: 祖谷 元 京都大学, 基礎物理学研究所, 特定研究員 (70386720)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 宇宙物理 / 中性子星 / 巨大フレア現象 / 状態方程式

研究概要

軟ガンマ線リピーターにおける巨大フレア現象で観測された準周期的振動と系統的に調べた中性子星クラスト領域のズレ振動数を比較することで、原子核飽和パラメータに制限を与えることに成功した。地上における原子核実験とは、全く質の異なる天体観測からの制限であり、宇宙物理学のみならず原子核物理学にも資する成果である。さらに、低質量中性子星の質量公式の導出にも成功した。中性子星を上手く記述する原子核飽和パラメータの組み合わせの発見により、中性子星の観測から原子核物理学を直接議論できることが可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] Mass and radius formulas for low-mass neutron stars (2014)
  • 著者名/発表者名: Hajime Sotani, Kei Iida, Kazuhiro Oyamatsu, Akira Ohnishi
  • 雑誌名: Prog. Theor. Exp. Phys. 巻: 2014 号: 5 ページ: 51E01-0
  • DOI: 10.1093/ptep/ptu052
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Scalar gravitational waves from relativistic stars in scalar-tensor gravity (2014)
  • 著者名/発表者名: Hajime Sotani
  • 雑誌名: Phys. Rev. D 巻: 89 号: 6
  • DOI: 10.1103/physrevd.89.064031
  • NAID: 120005466624
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electromagnetic waves from neutron stars and black holes driven by polar gravitational perturbations (2014)
  • 著者名/発表者名: Hajime Sotani, Kostas D. Kokkotas, Pablo Laguna, Carlos F. Sopuerta
  • 雑誌名: Gen. Rel. Grav. 巻: 46 号: 3
  • DOI: 10.1007/s10714-014-1675-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron screening effects on crustal torsional oscillations (2014)
  • 著者名/発表者名: Hajime Sotani
  • 雑誌名: Phys. Lett. B 巻: 730 ページ: 166-170
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2014.01.054
  • NAID: 120005394735
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible constraints on the density dependence of the nuclear symmetry energy from quasi-periodic oscillations in soft gamma repeaters (2013)
  • 著者名/発表者名: Hajime Sotani, Ken'ichiro Nakazato, Kei Iida, Kazuhiro Oyamatsu
  • 雑誌名: Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 巻: 434 号: 3 ページ: 2060-2068
  • DOI: 10.1093/mnras/stt1152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shear oscillations in the hadron-quark mixed phase (2013)
  • 著者名/発表者名: H.Sotani, T.Maruyama, T.Tatsumi
  • 雑誌名: Nucl. Phys. A 巻: 906 ページ: 37-49
  • DOI: 10.1016/j.nuclphysa.2013.03.011
  • NAID: 120005244399
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gravitationally driven electromagnetic perturbations of neutron stars and black holes (2013)
  • 著者名/発表者名: Hajime Sotani, Kostas D. Kokkotas, Pablo Laguna, Carlos F. Sopuerta
  • 雑誌名: Phys. Rev. D 巻: 87 号: 8
  • DOI: 10.1103/physrevd.87.084018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of superfluidity on neutron star crustal oscillations (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Sotani, K. Nakazato, K. Iida and K. Oyamatsu
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters 巻: 428巻 号: 1 ページ: L21-L25
  • DOI: 10.1093/mnrasl/sls006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Slowly Rotating Relativistic Stars in Scalar-Tensor Gravity (2012)
  • 著者名/発表者名: Hajime Sotani
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 86巻 号: 12
  • DOI: 10.1103/physrevd.86.124036
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing the Equation of State of Nuclear Matter via Neutron Star Asteroseismology (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Sotani, K. Nakazato, K. Iida and K. Oyamatsu
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 108巻 号: 20
  • DOI: 10.1103/physrevlett.108.201101
  • 査読あり
• [学会発表] Neutron stars and nuclear matter parameters (2014)
  • 著者名/発表者名: Hajime Sotani
  • 学会等名: The Structure and Signals of Neutron Stars, from Birth to Death
  • 発表場所: Florence, Italy
  • 年月日: 2014-03-26
• [学会発表] 低質量中性子星の質量公式 (2014)
  • 著者名/発表者名: 祖谷元
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 国際基督教大学(東京都)
  • 年月日: 2014-03-21
• [学会発表] Neutron stars and nuclear symmetry energy (2013)
  • 著者名/発表者名: Hajime Sotani
  • 学会等名: XXVII Texas Symposium on Relativistic Astrophysics
  • 発表場所: Dallas, USA
  • 年月日: 2013-12-11
• [学会発表] Neutron stars and symmetry energy (2013)
  • 著者名/発表者名: Hajime Sotani
  • 学会等名: International symposium on"Neutron star matter in view of nuclear experiments and astronomical observations"
  • 発表場所: YITP, Kyoto, Japan
  • 年月日: 2013-10-25
• [学会発表] クラスト振動における電子遮蔽の効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 祖谷元
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 高知大学(高知県)
  • 年月日: 2013-09-20
• [学会発表] 巨大フレア現象とクラスト振動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 祖谷元
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2013-09-12
• [学会発表] Possible constraints on density dependence of symmetry energy from oscillations in Magnetar Giant Flares (2013)
  • 著者名/発表者名: Hajime Sotani
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Nuclear Symmetry Energy (NuSYM13)
  • 発表場所: NSCL/FRIB, East Lansing, Michigan, USA
  • 年月日: 2013-07-23
• [学会発表] ハドロン・クォーク混合相におけるシアー振動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 祖谷元
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島大学(広島県)
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] ハドロン・クォーク間の表面張力とシアー運動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 祖谷元
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 埼玉大学(埼玉県)
  • 年月日: 2013-03-23
• [学会発表] Possibility to restrict on neutron star matter by using asteroseismology (2012)
  • 著者名/発表者名: Hajime Sotani
  • 学会等名: International Symposium on'Quarks to Universe in Computational Science (QUCS 2012)
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2012-12-16
• [学会発表] 巨大フレア現象と中性子星クラストの超流動性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 祖谷元
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 大分大学(大分県)
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 中性子星クラストのずりモードにおける超流体の効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 祖谷元
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 京都産業大学(京都府)
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] Constraints on the nuclear symmetry energy via asteroseismology (2012)
  • 著者名/発表者名: Hajime Sotani
  • 学会等名: NEB 15 - Recent Developments in Gravity
  • 発表場所: Crete, Greece
  • 年月日: 2012-06-20
• [学会発表] Probing the nuclear EOS via neutron star asteroseismology (2012)
  • 著者名/発表者名: Hajime Sotani
  • 学会等名: CompStar 2012
  • 発表場所: Tahiti, French Polynesia
  • 年月日: 2012-06-08
• [学会発表] 巨大フレア現象とクラスト振動
  • 著者名/発表者名: 祖谷元
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] クラスト振動における電子遮蔽の効果
  • 著者名/発表者名: 祖谷元
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 高知大学
• [学会発表] 低質量中性子星の質量公式
  • 著者名/発表者名: 祖谷元，飯田圭，親松和浩，大西明
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 国際基督教大学
• [学会発表] 中性子星クラストのずりモードにおける超流体の効果
  • 著者名/発表者名: 祖谷元, 中里健一郎, 飯田圭, 親松和浩
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 京都産業大学（京都府）
• [学会発表] 巨大フレア現象と中性子星クラストの超流動性
  • 著者名/発表者名: 祖谷元, 中里健一郎, 飯田圭, 親松和浩
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 大分大学（大分県）
• [学会発表] ハドロン・クォーク間の表面張力とシアー運動
  • 著者名/発表者名: 祖谷元, 丸山敏毅, 巽敏隆
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 埼玉大学（埼玉県）
• [学会発表] ハドロン・クォーク混合相におけるシアー振動
  • 著者名/発表者名: 祖谷元, 丸山敏毅, 巽敏隆
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島大学（広島県）
• [図書] Recent Advances in Quarks Research (Physics Research and Technology) (2013)
  • 著者名/発表者名: Nobutoshi Yasutake, Tsuneo Noda, Hajime Sotani, Toshiki Maruyama, Toshitaka Tatsumi
  • 出版者: Nova Science Publishers