• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

中性子星観測から迫る原子核飽和パラメータの制限

公募研究

研究領域実験と観測で解き明かす中性子星の核物質
研究課題/領域番号 15H00843
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関国立天文台

研究代表者

祖谷 元  国立天文台, 理論研究部, 特任助教 (70386720)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード中性子星 / 状態方程式 / 宇宙物理
研究実績の概要

原子核の飽和性のため、地上原子核実験で得られる情報は基本的に飽和密度付近のものに限られる。また、標準核密度を優に超える中性子星物質に対する状態方程式は、理論的にはいくつも提唱されているが未だ決まっておらず、中性子星の詳細な構造も不確定である。そのため、中性子星の観測はこのような高密度領域における物理を探る上で非常に有益である。
地上実験では原子核飽和パラメータに制限をある程度与えることができるため、その範囲で低密度側における状態方程式を記述することができる。実際、中心密度が飽和密度の2倍程度までであれば、中性子星の半径や質量をうまく飽和パラメータで記述できることがわかっている。一方、高密度側の状態方程式は実験的な制限はないが、音速という物理量が一つの重要なパラメータとなる。理論的には、音速は光速を超えないという制限がある一方、安定性からは音速は非負である必要がある。また、原子核物理に於いて高密度における音速は光速を3の平方根で割ったものを越えないという推論がある。そこで、低密度側を原子核飽和パラメータで、高密度側を最大音速でパラメータ化した状態方程式を用いて中性子星の構造を解析したところ、中性子星の最大質量を原子核飽和パラメータと高密度領域の最大音速でうまく表すことに成功した。現在、観測されている中性子星の最大質量として、(2.74±0.21)太陽質量が正しいとすると、現在の原子核飽和パラメータの制限に於いては高密度領域の最大音速は少なくとも光速の75%以上でなければならないことになる。今後、より重い中性子星の観測を通して、高密度領域における最大音速により厳しい制限を与えることができ、その結果、高密度における状態方程式にも制限を与えることにつながる。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 謝辞記載あり 10件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 13件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] University of Tuebingen(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Probing nuclear bubble structure via neutron star asteroseismology2017

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani, Kei Iida, Kazuhiro Oyamatsu
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 464 号: 3 ページ: 3101-3107

    • DOI

      10.1093/mnras/stw2575

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of nuclear saturation parameters on a possible maximum mass of neutron stars2017

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 95 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevc.95.025802

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Quark matter with strong magnetic field and possibility of the third family of compact stars2017

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani, Toshitaka Tatsumi
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 467 ページ: 1249-1258

    • DOI

      10.1093/mnras/stx219

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Maximum mass limit of neutron stars in scalar-tensor gravity2017

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani, Kostas D. Kokkotas
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 95 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevd.95.044032

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Low-mass neutron stars: universal relations, the nuclear symmetry energy and gravitational radiation2016

    • 著者名/発表者名
      Hector O. Silva, Hajime Sotani, Emanuele Berti
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 459 号: 4 ページ: 4378-4388

    • DOI

      10.1093/mnras/stw969

    • 関連する報告書
      2016 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 asteroseismology with protoneutron stars2016

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani, Tomoya Takiwaki
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 94 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevd.94.044043

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Possible identifications of newly observed magnetar quasi-periodic oscillations as crustal shear modes2016

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani, Kei Iida, Kazuhiro Oyamatsu
    • 雑誌名

      New Astronomy

      巻: 43 ページ: 80-86

    • DOI

      10.1016/j.newast.2015.08.003

    • 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] Empirical formula of crustal torsional oscillations2016

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 93 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevd.93.044059

    • 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] Strong gravitational lensing by an electrically charged black hole in Eddington-inspired Born-Infeld gravity2015

    • 著者名/発表者名
      H. Sotani and U. Miyamoto
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 92 号: 4 ページ: 044052-044052

    • DOI

      10.1103/physrevd.92.044052

    • 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] Torsional oscillations of neutron stars with highly tangled magnetic fields2015

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 92 号: 10

    • DOI

      10.1103/physrevd.92.104024

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 巨大フレア現象と中性子星における空孔相の痕跡2017

    • 著者名/発表者名
      祖谷元,飯田圭,親松和浩
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Protoneutron star properties via gravitational wave asteroseismology2017

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      Quarks and Compact Stars 2017 (QCS2017)
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2017-02-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gravitational waves from protoneutron stars2017

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      Testing Gravity 2017
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2017-01-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Probing the nuclear symmetry energy via neutron star asteroseismology2016

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      International Symposium on Neutron Star Matter (NSMAT2016)
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-11-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gravitational wave asteroseismology in protoneutron stars2016

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      NEB 17 - Recent Developments in Gravity
    • 発表場所
      Mykonos, Greece
    • 年月日
      2016-09-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Scalar-gravitational waves from relativistic stars in scalar-tensor gravity2016

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      Gravitational Waves from modified gravity theories
    • 発表場所
      Athens, Greece
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gravitational waves of core-collapse supernova at post-bounce phase2016

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      21st International Conference on General Relativity and Gravitation (GR21)
    • 発表場所
      New York, USA
    • 年月日
      2016-07-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Crustal torsional oscillations and nuclear symmetry energy2016

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      Nuclei in the Cosmos XIV (NIC2016)
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-06-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nuclear symmetry energy and crustal torsional oscillations in neutron stars2016

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      6th International Symposium on Nuclear Symmetry Energy (NuSYM16)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2016-06-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高密度星の系列における第三の分枝の可能性2016

    • 著者名/発表者名
      祖谷元,巽敏隆
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 中性子星クラスト振動と電子遮蔽効果2015

    • 著者名/発表者名
      祖谷元,飯田圭,親松和浩
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-09-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Identifications of Quasi-Periodic Oscillations Observed in Soft-Gamma Repeaters with Crustal Torsional Oscillations2015

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      Fourteenth Marcel Grossmann Meeting (MG14)
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 年月日
      2015-07-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prospect for Observational Discriminant of the Gravitational Theories2015

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      Fourteenth Marcel Grossmann Meeting (MG14)
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 年月日
      2015-07-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nuclear equation of state and crustal torsional oscillations2015

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      COMPACT STARS AND BLACK HOLES
    • 発表場所
      Tuebingen, Germany
    • 年月日
      2015-07-08
    • 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] Mass formula for low-mass neutron stars and its application2015

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      5th International Symposium on Nuclear Symmetry Energy (NuSYM15)
    • 発表場所
      Krakow, Poland
    • 年月日
      2015-06-30
    • 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 oscillations and equation of state2015

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      International Symposium on "Physics and Astronomy of Neutron Stars and Supernovae"
    • 発表場所
      NAOJ, Mitaka, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-06-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi