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超新星ニュートリノの系統的予言

公募研究

研究領域宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核研究
研究課題/領域番号 17H05206
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

滝脇 知也  国立天文台, 理論研究部, 助教 (50507837)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードニュートリノ / 超新星爆発 / 親星 / ニュートリノ振動
研究実績の概要

本研究では超新星爆発からの反電子ニュートリノの観測予言を行うことを目的とし、特に集団的ニュートリノ振動の効果に着目してスタートした。これまでの研究と違った大規模な(星の質量や金属量に対する)パラメータサーベイを予定していたが、研究を進めるうち、多くのパラメータでは、集団的ニュートリノ振動の効果が抑えられることが分かったため、むしろそれが起こらない、極端に密度が軽い星における研究に方向修正した。SK, KamLAND, XMASS 等の観測機器を駆使して、シグナルの特徴を引き出す特色についてはこれまでと変わらず、むしろ建設予定のDUNEによる電子ニュートリノの観測を期待した予言も追加した。
当該年度の研究の手順を説明する。まず、電子崩壊型超新星爆発のシミュレーションを1次元球対称の近似で行った。その時、ニュートリノの輻射輸送については等方拡散近似を使用したが、反応率についてはBruennの標準セットを超えたものを用いた。その後、ニュートリノの散乱角をシングルアングルで近似する手法でニュートリノ振動計算を行った。
研究の結果、これまでに報告のないニュートリノ振動のパターンが現れた。また、ニュートリノ振動の様子はニュートンのスペクトルに現れ、特に高エネルギーニュートリノの観測数と低エネルギーニュートリノの観測数の比に振動の特徴がクリアに現れることが分かった。これらについて論じた論文は投稿準備中である。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 11件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 7件、 招待講演 11件)

  • [雑誌論文] Global comparison of core-collapse supernova simulations in spherical symmetry2018

    • 著者名/発表者名
      O’Connor Evan、Bollig Robert、Burrows Adam、Couch Sean、Fischer Tobias、Janka Hans-Thomas、Kotake Kei、Lentz Eric J、Liebend?rfer Matthias、Messer O E Bronson、Mezzacappa Anthony、Takiwaki Tomoya、Vartanyan David
    • 雑誌名

      Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics

      巻: 45 号: 10 ページ: 104001-104001

    • DOI

      10.1088/1361-6471/aadeae

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Circular polarization of gravitational waves from non-rotating supernova cores: a new probe into the pre-explosion hydrodynamics2018

    • 著者名/発表者名
      Hayama Kazuhiro、Kuroda Takami、Kotake Kei、Takiwaki Tomoya
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters

      巻: 477 号: 1 ページ: L96-L100

    • DOI

      10.1093/mnrasl/sly055

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A full general relativistic neutrino radiation-hydrodynamics simulation of a collapsing very massive star and the formation of a black hole2018

    • 著者名/発表者名
      Kuroda Takami、Kotake Kei、Takiwaki Tomoya、Thielemann Friedrich-Karl
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters

      巻: 477 号: 1 ページ: L80-L84

    • DOI

      10.1093/mnrasl/sly059

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Chiral magnetohydrodynamic turbulence in core-collapse supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Masada Youhei、Kotake Kei、Takiwaki Tomoya、Yamamoto Naoki
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 98 号: 8 ページ: 083018-083018

    • DOI

      10.1103/physrevd.98.083018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Progenitor Mass Distribution of Core-collapse Supernova Remnants in Our Galaxy and Magellanic Clouds Based on Elemental Abundances2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuda Satoru、Takiwaki Tomoya、Tominaga Nozomu、Moriya Takashi J.、Nakamura Ko
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 863 号: 2 ページ: 127-127

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aad2d8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Linear and Quadratic Time-Frequency Analysis of Gravitational Waves from Core-Collapse Supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Hajime Kawahara, Takami Kuroda, Tomoya Takiwaki, Kazuhiro Hayama, Kei Kotake
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 867 号: 2 ページ: 126-126

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aae57b

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact of Neutrino Opacities on Core-collapse Supernova Simulations2018

    • 著者名/発表者名
      Kotake Kei , Takiwaki Tomoya , Fischer Tobias , Nakamura Ko , Martinez-Pinedo Gabriel
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 853 号: 2 ページ: 170-170

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aaa716

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Anisotropic emission of neutrino and gravitational-wave signals from rapidly rotating core-collapse supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Takiwaki Tomoya , Kotake Kei
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters

      巻: 475 号: 1 ページ: L91-L95

    • DOI

      10.1093/mnrasl/sly008

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possible effects of collective neutrino oscillations in three-flavor multiangle simulations of supernova ν p processes2017

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, H.; Kajino, T.; Takiwaki, T.; Hayakawa, T.; Balantekin, A. B.; Pehlivan, Y.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 96 号: 4 ページ: 043013-043013

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.043013

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Probing mass-radius relation of protoneutron stars from gravitational-wave asteroseismology2017

    • 著者名/発表者名
      Sotani Hajime、Kuroda Takami、Takiwaki Tomoya、Kotake Kei
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 96 号: 6 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.063005

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Estimating the core compactness of massive stars with Galactic supernova neutrinos2017

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi Shunsaku , Nakamura Ko , Takiwaki Tomoya , Kotake Kei
    • 雑誌名

      Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics

      巻: 44 号: 11 ページ: 114001-114001

    • DOI

      10.1088/1361-6471/aa8f1f

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Correlated Signatures of Gravitational-wave and Neutrino Emission in Three-dimensional General-relativistic Core-collapse Supernova Simulations2017

    • 著者名/発表者名
      Kuroda Takami , Kotake Kei , Hayama Kazuhiro , Takiwaki Tomoya
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 851 号: 1 ページ: 62-62

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa988d

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Diffuse supernova neutrino background from extensive core-collapse simulations of 8?100?M? progenitors2017

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi Shunsaku、Sumiyoshi Kohsuke、Nakamura Ko、Fischer Tobias、Summa Alexander、Takiwaki Tomoya、Janka Hans-Thomas、Kotake Kei
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 475 号: 1 ページ: 1363-1374

    • DOI

      10.1093/mnras/stx3271

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Status of the supernova simulations with 3DnSNe-IDSA: Impact of EoS and Rotation2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Takiwaki
    • 学会等名
      XIXth Workshop on Nuclear Astrophysics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Signature of Collective Neutrino Oscillation in 8.8M_s star2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Takiwaki
    • 学会等名
      Revealing the history of the universe with underground particle and nuclear research 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neutrino Radiation Hydrodynamic Simulation of an Ultra-stripped Type Ic Supernova2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Takiwaki
    • 学会等名
      10th DTA symposium Stellar deaths and their diversity
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超新星爆発の長時間計算と元素合成に向けて2019

    • 著者名/発表者名
      滝脇知也
    • 学会等名
      「京からポスト京に向けて」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ニュートリノ振動を考慮した.ニュートリノスペクトルの系統的研究2019

    • 著者名/発表者名
      滝脇知也
    • 学会等名
      新学術地下素核研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Chiral Magnetic Effect in Proto-Neutron Stars2018

    • 著者名/発表者名
      滝脇知也
    • 学会等名
      Spintronics: from electrons to quarks
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Recent Status of Core-collapse supernova Simulations from viewpoint of the microphysics2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Takiwaki
    • 学会等名
      APS symposium Hawaii2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Supernova dynamics uncovered by three dimensional simulations2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Takiwaki
    • 学会等名
      SNeGWv2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Three-dimensional simulations of rapidly rotating core-collapse supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Takiwaki
    • 学会等名
      IWARA2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 行き先は中性子星ー超新星の爆発機構と天体核物理への招待2018

    • 著者名/発表者名
      滝脇知也
    • 学会等名
      2018年度 第48回 天文・天体物理若手夏の学校
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Mechanism of Core-Collapse Supernovae and Expected Neutrino and Gravitational Wave Signals2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Takiwaki
    • 学会等名
      2018 KPS spring meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] C01 progress report2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Takiwaki
    • 学会等名
      The first annual symposium of the innovative area "Gravitational Wave Physics and Astronomy: Genesis"
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ニュートリノ振動を考慮したニュートリノスペクトルの系統的研究2018

    • 著者名/発表者名
      滝脇知也
    • 学会等名
      新学術領域地下素核C01
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Rotation aided neutrino driven explosion2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Takiwaki
    • 学会等名
      Workshop on The Progenitor-Supernova-Remnant Connection
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Supernovae Wars: Results of Comparison Project2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Takiwaki
    • 学会等名
      DTA workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 超新星爆発の長時間計算,その前に2017

    • 著者名/発表者名
      滝脇知也
    • 学会等名
      素粒子・原子核・宇宙「京からポスト京に向けて」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Oblate Supernova Explosions Aided by Rotation2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Takiwaki
    • 学会等名
      Deciphering the violent universe
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Three dimensional simulations of rapidly rotating core-collapse supernovae2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Takiwaki
    • 学会等名
      Southern Horizons in Time-Domain Astronomy
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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