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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 23105709
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  京都大学, 基礎物理学研究所, 准教授 (60359643)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012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)
2012年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2011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 / R-Process元素合成 / コラプサー / 一般相対性理論 / 一般相対論
研究実績の概要

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、極超新星の明るさを決定している56Niがいつ、どこで、どれだけ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。この状況を打開するため、本研究では極超新星に於ける56Ni生成問題をコラプサーのダイナミクスと絡めて研究するという、世界初の試みを展開します。これにより極超新星の56Niがいつ、どこで、どれだけ出来るかということを明らかにします。また、ガンマ線バーストジェット領域は高エントロピー領域となることが期待されますので、R-process元素合成が起こる可能性を検証します。本年度は、原子核ネットワークを流体コードに組み込むことに成功し、ジェット状超新星爆発に於ける56Niの生成量を従来よりも正確に求めることに成功しました。ネットワークはまだ小さく、原子核同位体の組成比を議論することは出来ない状態ですが、流体計算と原子核ネットワークを組み合わせることが出来たことは大きな進展と言うことが出来ます。今後更にネットワークを広げ、より正確にコラプサーモデルに於ける56Ni, R-process核の生成を議論出来る展望を持つことが出来ました。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 11件)

  • [雑誌論文] Modeling high-energy light curves of the PSR B1259-63/LS 2883 binary based on 3D SPH simulation2012

    • 著者名/発表者名
      高田順平, 他
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

      巻: 750 号: 1 ページ: 70-79

    • DOI

      10.1088/0004-637x/750/1/70

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Generalized Model of Nonlinear Diffusive Shock Acceleration Coupled to an Evolving Supernova Remnant2012

    • 著者名/発表者名
      Lee, Shiu-Hang; Ellison, Donald C. ; Nagataki, Shigehiro
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 750 号: 2 ページ: 13-13

    • DOI

      10.1088/0004-637x/750/2/156

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Icecube Nondetection of Gamma-Ray Bursts: Constraints on the Fireball Properties2012

    • 著者名/発表者名
      He, Hao-Ning; Liu, Ruo-Yu; Wang, Xiang-Yu; Nagataki, Shigehiro; Murase, Kohta; Dai, Zi-Gao
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 752 号: 1 ページ: 10-10

    • DOI

      10.1088/0004-637x/752/1/29

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Origins of short gamma-ray bursts deduced from offsets in their host galaxies revisited2012

    • 著者名/発表者名
      Cui, Xiao-Hong; Nagataki, Shigehiro: Aoi, Junichi ; Xu, Ren-Xin
    • 雑誌名

      Research in Astronomy and Astrophysics

      巻: 12 号: 9 ページ: 1255-1268

    • DOI

      10.1088/1674-4527/12/9/006

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A high-resolution study of the X-ray emission and Sunyaev-Zel'dovich effect in the Bullet cluster (1E 0657-56)2012

    • 著者名/発表者名
      Prokhorov, D. A. ; Million, E. T. ; Akahori, T. ; Zemcov, M. ; Moraghan, A. ; Nagataki, S. ; Yoshikawa, K. ; Colafrancesco, S. ; Rawle, T. D. ; Egami, E.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 426 号: 3 ページ: 2291-2299

    • DOI

      10.1111/j.1365-2966.2012.21842.x

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Failed Gamma-Ray Bursts: Thermal Ultraviolet/Soft X-Ray Emission Accompanied by Peculiar Afterglows2012

    • 著者名/発表者名
      Xu, M. ; Nagataki, S. ; Huang, Y. F. ; Lee, S.-H.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 746 号: 1 ページ: 49-49

    • DOI

      10.1088/0004-637x/746/1/49

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Can electron distribution functions be derived through the Sunyaev-Zel'dovich effect?2011

    • 著者名/発表者名
      Prokhorov, D. A., Colafrancesco, S., Akahori, T., Yoshikawa, K., Nagataki, S., Seon, K.-I.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 529 ページ: A39-A39

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201016036

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal Radiation from Gamma-ray Burst Jets2011

    • 著者名/発表者名
      Mizuta, A., Nagataki, S., Aoi, J.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 732 号: 1 ページ: 26-26

    • DOI

      10.1088/0004-637x/732/1/26

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Off-axis Relativistic Jet Model for the Type Ic Supernova SN 2007gr2011

    • 著者名/発表者名
      Xu, M. ; Nagataki, S. ; Huang, Y. F
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 735 号: 1 ページ: 3-3

    • DOI

      10.1088/0004-637x/735/1/3

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unveiling the 3D temperature structure of galaxy clusters by means of the thermal Sunyaev-Zel'dovich effect2011

    • 著者名/発表者名
      Prokhorov, D. A. ; Colafrancesco, S. ; Akahori, T. ; Million, E. T. ; Nagataki, S. ; Yoshikawa, K.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 415 号: 3 ページ: 2505-2512

    • DOI

      10.1111/j.1365-2966.2011.18875.x

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrodynamic Interaction between the Be Star and the Pulsar in the TeV Binary PSR B1259-63/LS 28832011

    • 著者名/発表者名
      Okazaki, Atsuo T.; Nagataki, Shigehiro; Naito, Tsuguya; Kawachi, Akiko; Hayasaki, Kimitake; Owocki, Stanley P.; Takata, Jumpei
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 63 ページ: 893-901

    • NAID

      10029582033

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A high-frequency study of the Sunyaev-Zel'dovich effect morphology in galaxy clusters2011

    • 著者名/発表者名
      Prokhorov, D. A. ; Colafrancesco, S. ; Akahori, T. ; Million, E. T. ; Nagataki, S. ; Yoshikawa, K.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 416 ページ: 302-310

    • DOI

      10.1111/j.1365-2966.2011.19037.x

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rotating Black Holes as Central Engines of Long Gamma-Ray Bursts: Faster is Better2011

    • 著者名/発表者名
      Nagataki, Shigehiro
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 63 ページ: 1243-1249

    • NAID

      10030385458

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Gamma-Ray Bursts, Are you Angles or Fallen Angels?2013

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Nagataki
    • 学会等名
      Kyoto University GCOE Symposium 2013
    • 発表場所
      京都大学、京都
    • 年月日
      2013-02-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 私の高エネルギー天体物理学2012

    • 著者名/発表者名
      長瀧重博
    • 学会等名
      高エネルギー天体物理研究会
    • 発表場所
      首都大学東京、東京
    • 年月日
      2012-12-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Toward Unveiling the Explosion Mechanism of Gamma-Ray Burst2012

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Nagataki
    • 学会等名
      Kyoto University #8211; Durham University Joint International Symposium 2012
    • 発表場所
      京都大学、京都
    • 年月日
      2012-11-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ガンマ線バースト中心エンジンの3次元シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      長瀧重博
    • 学会等名
      ガンマ線バースト会議
    • 発表場所
      金沢市民会館、金沢
    • 年月日
      2012-11-01
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Life of Long Gamma-Ray Bursts: From Explosion to Remnants2012

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Nagataki
    • 学会等名
      PACIFIC2012
    • 発表場所
      モーレア、フレンチポリネシア
    • 年月日
      2012-09-01
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Aspherical Supernova Explosion and Gamma-Ray Bursts2012

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Nagataki
    • 学会等名
      ExUL-2012 GRB Workshop
    • 発表場所
      モスクワ、ロシア
    • 年月日
      2012-06-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Numerical Simulations of Central Engine of Long Gamma-Ray Bursts2012

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Nagataki
    • 学会等名
      Ginzburg Conference on Physics
    • 発表場所
      モスクワ、ロシア
    • 年月日
      2012-06-02
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Collapsar and Magnetar Models for Long-Duration Gamma-Ray Bursts2012

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Nagataki
    • 学会等名
      Gamma-Ray Burst Conference 2012
    • 発表場所
      ミュンヘン、ドイツ
    • 年月日
      2012-05-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Numerical Propagation of UHECRs: Spectrum, Arrival Direction, Composition

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Nagataki
    • 学会等名
      Multi-Messenger Astronomy of Cosmic Rays
    • 発表場所
      北京、中国
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Numerical Propagation of UHECRs: Spectrum, Arrival Direction, Composition

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Nagataki
    • 学会等名
      32nd International Cosmic-Ray Conference
    • 発表場所
      北京、中国
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Study of Propagation of UHECRs

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Nagataki
    • 学会等名
      Particle Astrophysics and Cosmology Including Fundamental InteraCtions (PACIFIC ) 2011
    • 発表場所
      モーレア、フレンチポリネシア
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] General Relativistic MHD Simulations of Collapsars: Dynamics and Explosive Nucleosynthesis

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Nagataki
    • 学会等名
      16th Nuclear Astrophysics
    • 発表場所
      テガンセー、ドイツ
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] General Relativistic MHD Simulations of Collapsars: Dynamics and Explosive Nucleosynthesis

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Nagataki
    • 学会等名
      International Workshop on Particles and Radiation from Cosmic Accelerators CA2012
    • 発表場所
      千葉大学、千葉
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ガンマ線バースト中心エンジンに関する理論的・数値的研究

    • 著者名/発表者名
      長瀧重博
    • 学会等名
      研究会「超新星爆発と数値シミュレーション」
    • 発表場所
      京都大学、京都
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 私の高エネルギー天体物理学

    • 著者名/発表者名
      長瀧重博
    • 学会等名
      研究会「高エネルギー宇宙物理学研究会」
    • 発表場所
      大阪大学、大阪
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ガンマ線バースト中心エンジンに関する理論的研究

    • 著者名/発表者名
      長瀧重博
    • 学会等名
      研究会「ガンマ線バーストで読み解く太古の宇宙」
    • 発表場所
      東京工業大学、東京
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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