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中性子星冷却期と後期ニュートリノ放出

公募研究

研究領域重力波物理学・天文学:創世記
研究課題/領域番号 18H04586
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
研究機関京都産業大学

研究代表者

諏訪 雄大  京都産業大学, 理学部, 准教授 (40610811)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードニュートリノ / 中性子星 / 超新星爆発 / 重力崩壊型超新星 / 超新星
研究実績の概要

超新星爆発の瞬間には多種多様な信号が発生するため、超新星はマルチメッセンジャー観測の絶好のターゲットである。銀河系内で起これば、ニュートリノと重力波を駆使して爆発機構に迫ることが可能となるだろう。しかし、爆発直後(およそ1秒以内)は様々な流体不安定性に代表される物理過程が複雑に絡まり合っており、定量的な予言を行なうことが非常に困難である。そこで、本公募研究では爆発開始後1秒以降のニュートリノ放射に着目し、定量性の高い理論モデルを構築することを目標とする。また、実際に超新星が起こったときに実験データ解析に活用できる解析手法を開発した。主に以下の3つの研究に進展があった。
1. 原始中性子星冷却計算により100秒を超えるニュートリノ光度発展の数値モデルを構築した。数値モデルから Super-Kamiokande での擬似観測データを作成し、新しい解析手法を開発した。この手法を用いると、原始中性子星の質量をニュートリノ単独で決定できる可能性があることを示した。
2. 超新星爆発計算で重要なニュートリノ輸送方程式の定式化をやり直し、従来は考慮されていなかった原始中性子星内部の乱流によるニュートリノスペクトルの変化を定量的に与える基礎方程式を導出した。
3. 原始中性子星からのニュートリノ放射の解析的モデル化を進め、数値計算結果と整合的なニュートリノ光度およびスペクトルの時間発展を記述する解析的な表式を導出した。
これらの結果を論文としてまとめ発表し、あるいは論文化の準備を進めた。
新型コロナウイルスの蔓延により複数の出張がキャンセルになったため、未使用金が発生した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 7件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Max Planck Institute for Astrophysics(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ボン大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Observing Supernova Neutrino Light Curves with Super-Kamiokande: Expected Event Number over 10 s2019

    • 著者名/発表者名
      Suwa Yudai、Sumiyoshi Kohsuke、Nakazato Ken’ichiro、Takahira Yasufumi、Koshio Yusuke、Mori Masamitsu、Wendell Roger A.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 881 号: 2 ページ: 139-139

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab2e05

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Kompaneets equation for neutrinos: Application to neutrino heating in supernova explosions2019

    • 著者名/発表者名
      Suwa Yudai、Tahara Hiroaki W H、Komatsu Eiichiro
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2019 号: 8

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz087

    • 関連する報告書
      2019 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] Importance of 56Ni production on diagnosing explosion mechanism of core-collapse supernova2018

    • 著者名/発表者名
      Suwa Yudai、Tominaga Nozomu、Maeda Keiichi
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 483 号: 3 ページ: 3607-3617

    • DOI

      10.1093/mnras/sty3309

    • 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] On the minimum mass of neutron stars2018

    • 著者名/発表者名
      Suwa Yudai、Yoshida Takashi、Shibata Masaru、Umeda Hideyuki、Takahashi Koh
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 481 号: 3 ページ: 3305-3312

    • DOI

      10.1093/mnras/sty2460

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Supernova Neutrino Light Curves beyond 10 s2020

    • 著者名/発表者名
      Yudai Suwa
    • 学会等名
      GW Physics and Astronomy Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On supernovae in binary systems2019

    • 著者名/発表者名
      Yudai Suwa
    • 学会等名
      Multi-Messenger Astrophysics in the Gravitational Wave Era
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observing Supernova Neutrino Light Curves with Super-Kamiokande: Expected Event Number over Ten Seconds2019

    • 著者名/発表者名
      Yudai Suwa
    • 学会等名
      Topics in Astroparticle and Underground Physics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On supernovae in binary systems2019

    • 著者名/発表者名
      Yudai Suwa
    • 学会等名
      XIXth Nuclear Astrophysics workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On the minimum mass of neutron stars2019

    • 著者名/発表者名
      Yudai Suwa
    • 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
  • [学会発表] 中性子星の最小質量2019

    • 著者名/発表者名
      諏訪雄大、吉田敬、柴田大、梅田秀之、高橋亘
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 中性子星の最小質量2019

    • 著者名/発表者名
      諏訪雄大
    • 学会等名
      ~中性子星の観測と理論~ 研究活性化ワークショップ 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Importance of late-time neutrino light curves2018

    • 著者名/発表者名
      Yudai Suwa
    • 学会等名
      Deciphering multi-dimensional nature of core-collapse SuperNovae via gravitational-wave and neutrino signatures
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Supernovae from binary systems2018

    • 著者名/発表者名
      Yudai Suwa
    • 学会等名
      GAMMA-RAY BURSTS AND SUPERNOVAE: FROM THE CENTRAL ENGINES TO THE OBSERVER
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超新星の第一原理シミュレーションで十分な量のニッケルは生成可能か2018

    • 著者名/発表者名
      諏訪雄大、冨永望、前田啓一
    • 学会等名
      日本天文学会2018秋期年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://www.kyoto-su.ac.jp/news/20190823_150_ronnbun.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://www.kyoto-su.ac.jp/news/20190827_150_ronnbun.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.cc.kyoto-su.ac.jp/~suwa

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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