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ガンマ線バースト・極超新星に於ける爆発的元素合成

公募研究

研究領域素核宇宙融合による計算科学に基づいた重層的物質構造の解明
研究課題/領域番号 21105509
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
研究機関京都大学

研究代表者

長滝 重博 (長瀧 重博)  京都大学, 基礎物理学研究所, 准教授 (60359643)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2010年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2009年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードガンマ線バースト / 極超新星爆発 / ブラックホール / 爆発的元素合成 / 大規模数値シミュレーション / 超新星爆発 / 中性子星 / 元素合成 / 核反応 / 一般相対論 / 降着円盤
研究概要

ガンマ線バースト・極超新星の発生メカニズムは未解明なことが多く、コラプサーモデルという有力説はあるものの、極超新星の明るさを決定している56Niがいつ、どこで生成されているのか解明出来ていません。その原因は、コラプサーのダイナミクスをシミュレートするグループと、元素合成のシミュレーションを行っているグループがそれぞれ別個の計算をしており、ガンマ線バースト・極超新星の統一的な描像が描けていない点にあります。従って、この状況を打開するためには、コラプサーのダイナミクスをシミュレートするコードに充分な核反応計算を組み込み、長時間数値シミュレーションによって56Niがいつ、どこで、どれだけ生成されるのかを明らかにする方向性を探っていくことが必要不可欠です。このアプローチにより、極超新星に於ける56Ni生成問題について新しい知見を生み出すことが、本研究の大きな目的です。この目的達成のためにH22年度に於きましては特殊相対論的流体コード、及び一般相対論的磁気流体コードを開発してきました。幸いなことに双方ともにほぼ完成させることが出来ました。具体的には特殊相対論的流体コードは2次元軸対称コードで、ベクトル化、及び並列化を取り入れたコードとなっています。ベクトル化率はおよそ99%、並列化率はほぼ100%の数字を出すに至っており、満足のいく数字を達成しました。一般相対論的磁気流体コードは2次元軸対称コードと3次元コードを完成させました。こちらも共にベクトル化、及び並列化を取り入れたコードとなっており、ベクトル化率はおよそ99%、並列化率はほぼ100%の数字を達成しました。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (21件)

  • [雑誌論文] Solar-type Theoretical Model for Magnetar Giant Flare2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Masada, S.Nagataki, K.Shibata, T.Terasaw
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 62 ページ: 1093-1102

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Can we probe the Lorentz factor of gamma-ray bursts from GeV-TeV spectra integrated over internal shocks?2010

    • 著者名/発表者名
      J.Aoi, K.Murase, K.Takahashi, K.Ioka, S.Nagataki
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 722 ページ: 440-451

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of Galactic Sources and Magnetic Fields in Forming the Observed Energy-Dependent Composition of Ultrahigh-Energy Cosmic Rays2010

    • 著者名/発表者名
      Calvez, Antoine, Kusenko, Alexander, Nagataki, Shigehiro
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 105

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An analysis of the temperature structure of galaxy clusters by means of the thermal Sunyaev-Zel'dovich effect2010

    • 著者名/発表者名
      D.A.Prokhorov, Y.Dubois, S.Nagataki
    • 雑誌名

      Astronomy and Astrophysics

      巻: 524 ページ: 89-94

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-energy emission as a test of the prior emission model for gamma-ray burst afterglows2010

    • 著者名/発表者名
      K.Murase, K.Toma, R.Yamazaki, S.Nagataki, K.Ioka
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 402

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of General Relativistic Magnetohydrodynamic Code and its Application to Central Engine of Long Gamma-Ray Bursts2009

    • 著者名/発表者名
      S.Nagataki
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal 704

      ページ: 937-950

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Propagation of Ultra-High energy Nuclei in Cluster of Galaxies : Resulting Composition and Secondary Emission2009

    • 著者名/発表者名
      K.Kotera, D.Allard, K.Murase, J.Aoi, Y.Dubois, T.Pierog, S.Nagataki
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal 707

      ページ: 370-386

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possible Effects of Pair Echos on Gamma-Ray Burst Afterglow Emission2009

    • 著者名/発表者名
      K.Murase, B.Zhang, K.Takahashi, S.Nagataki
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 396

      ページ: 1825-1832

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cosmogenic Neutrinos as a Probe of the Transition from Galactic to Extragalactic Cosmic Rays2009

    • 著者名/発表者名
      H.Takami, K.Murase, S.Nagataki, K.Sato
    • 雑誌名

      Astroparticle Physics 31

      ページ: 201-211

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A peculiar jet and arc of molecular gas toward the rich and young stellar cluster Westerlund 2 and a TeV gamma ray source2009

    • 著者名/発表者名
      Fukui, S.Nagataki, et al.
    • 雑誌名

      Publication of Astronomical Society of Japan 61

    • NAID

      10025599967

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Gamma-Ray Bursts2011

    • 著者名/発表者名
      長滝重博
    • 学会等名
      超新星研究会
    • 発表場所
      国立天文台、三鷹市(招待講演)
    • 年月日
      2011-03-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 研究の現状と展望2011

    • 著者名/発表者名
      長滝重博
    • 学会等名
      若手・中堅研究者が見据える次世代宇宙物理
    • 発表場所
      チサンリゾート、石垣市(招待講演)
    • 年月日
      2011-02-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ガンマ線バーストジェット形成と元素合成2011

    • 著者名/発表者名
      長滝重博
    • 学会等名
      次世代スーパーコンピュータによる爆発的天体現象の研究
    • 発表場所
      琉球大、沖縄県西原町
    • 年月日
      2011-01-31
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Astro-Hに向けた超新星残骸プラズマ研究2010

    • 著者名/発表者名
      長滝重博
    • 学会等名
      Astro-H研究会
    • 発表場所
      東京理科大、東京都新宿区(招待講演)
    • 年月日
      2010-12-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Propagation of UHECRs : Spectrum, Arrival Direction, Composition2010

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Nagataki
    • 学会等名
      Texas Symposium 2010
    • 発表場所
      Heidelberg's Magnificent Stadthalle, Heidelberg, Germany
    • 年月日
      2010-12-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Collapsar Simulations : From Engine to Relativistic Outflow, and 56Ni Production2010

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Nagataki
    • 学会等名
      Texas Symposium 2010
    • 発表場所
      Heidelberg's Magnificent Stadthalle, Heidelberg, Germany
    • 年月日
      2010-12-06
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Ultra-High Energy Cosmic Rays and Neutrinos2010

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Nagataki
    • 学会等名
      XIV Mexican School on Particles and Fields
    • 発表場所
      Fiesta Inn Hotel, Morelia, Mexico(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Gamma-Ray Burst Physics2010

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Nagataki
    • 学会等名
      XIV Mexican School on Particles and Fields
    • 発表場所
      Fiesta Inn Hotel, Morelia, Mexico(招待講演)
    • 年月日
      2010-11-10
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Collapsar Simulations : From Engine to Relativistic Outflow, and 56Ni Production2010

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Nagataki
    • 学会等名
      Gamma-Ray Burst 2010
    • 発表場所
      Historic Inns of Annapolis Annapolis, USA
    • 年月日
      2010-11-02
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Gamma-Ray Burst Physics2010

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Nagataki
    • 学会等名
      APCTP-Topical-Research-Program-2010
    • 発表場所
      APCTP, Seoul, Korea(招待講演)
    • 年月日
      2010-08-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Nonlinear Relativistic Jet Formation and Gamma-Ray bursts2010

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Nagataki
    • 学会等名
      Frontiers of Nonlinear Physics IV
    • 発表場所
      Nizhny, Russia(招待講演)(船上にて発表)
    • 年月日
      2010-07-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] GRB-SN Connection : Central Engine of Long GRBs and Explosive Nucleosynthesis2010

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Nagataki
    • 学会等名
      Deciphering the Ancient Universe with Gamma-Ray Bursts
    • 発表場所
      京都大学、京都市
    • 年月日
      2010-04-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] GRB-SN Connection : Central Engine of Long GRBs and Explosive Nucleosynthesis2009

    • 著者名/発表者名
      S.Nagataki
    • 学会等名
      Galileo-Xu Guangqi meeting
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2009-10-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] GRB-SN Connection : Central Engine of Long GRBs and Explosive Nucleosynthesis2009

    • 著者名/発表者名
      S.Nagataki
    • 学会等名
      The Shocking Universe" Gamma-Ray Bursts and High Energy Shock phenomena
    • 発表場所
      Venice, Italy
    • 年月日
      2009-09-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Ultra-High Energy Cosmic Rays and Cosmogenic Neutrinos2009

    • 著者名/発表者名
      S.Nagataki
    • 学会等名
      APCTP Focus Program on Recent Developments in Neutrino Physics and Astroparticle Physics
    • 発表場所
      Pohang, Korea
    • 年月日
      2009-06-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Toward Understanding of GRB-Supernova Connection by General Relativistic MHD Simulation2009

    • 著者名/発表者名
      S.Nagataki
    • 学会等名
      APCTP Focus Program on Recent Developments in Neutrino Physics and Astroparticle Physics
    • 発表場所
      Pohang, Korea
    • 年月日
      2009-06-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] High-Energy Neutrino Astronomy and Gamma-Ray Bursts2009

    • 著者名/発表者名
      S.Nagataki
    • 学会等名
      APCTP Focus Program on Recent Developments in Neutrino Physics and Astroparticle Physics
    • 発表場所
      Pohang, Korea
    • 年月日
      2009-06-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Toward Understanding of GRB-Supernova Connection by General Relativistic MHD Simulation2009

    • 著者名/発表者名
      S.Nagataki
    • 学会等名
      4th International Sakharov Conference on Physics
    • 発表場所
      Moscow, Russia
    • 年月日
      2009-05-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] A Key to Understand Supernova-GRB Connection : Explosive Nucleosynthesis2009

    • 著者名/発表者名
      S.Nagataki
    • 学会等名
      KIAA Program on GRB Physics
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2009-05-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Toward Understanding of GRB-Supernova Connection by General Relativistic MHD Simulation2009

    • 著者名/発表者名
      S.Nagataki
    • 学会等名
      KIAA Program on GRB Physics
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2009-05-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] High-Energy Neutrino Astronomy and Gamma-Ray Bursts2009

    • 著者名/発表者名
      S.Nagataki
    • 学会等名
      KIAA Program on GRB Physics
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2009-05-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2018-03-28  

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