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マグネター星震学に向けた基礎理論

公募研究

研究領域重力波天体の多様な観測による宇宙物理学の新展開
研究課題/領域番号 25103514
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
研究機関広島大学

研究代表者

小嶌 康史  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10192577)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2013年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
キーワード中性子星 / 重力波 / 磁場 / 数値計算 / 磁気圏 / 振動
研究実績の概要

マグネター(超強磁場をもつ中性子星)は巨大なフレアを起こす。そのエネルギー規模は莫大で過去に観測された例では高エネルギーのX線やガンマ線でその様子が捕らえられた。次に起こるフレアでは重力波望遠鏡でもその現象を観測されるか、あるいは、その大きさに上限がつく可能性があり重要である。過去の巨大フレアではX線やガンマ線の光度の時間変動に振動数が数十から百Hzの準周期的振動(QPO)成分がみられることから、中性子星の表面の殻におけるシア運動に伴う変動に由来するという説がある。観測精度上の問題から確定的なことは現状では難しい。その振動現象の理論的理解も進んでいないことも問題である。マグネターの強い磁場のため、シア波の伝播が大きく影響を受けているからである。その効果を探るため、本年度は磁気星の振動の数値的解法を精力的に取り組んだ。
星内部で起きる振動をある種の初期値からの時間発展の形式で調べる数値計算コードの開発およびその改良をくり返し、成果が得られるところまで進められた。星内部磁場がポロイ(極性)成分だけだと、振動のモードは分離できる。(1)軸性方向の振動の場合、比較的容易に安定した計算が可能となった。(2)極性方向の振動の場合、音波との結合が重要となり、モード間結合や表面の反射状況を調べる段階となった。さらに、トロイダル(軸性)成分の磁場がある場合、モード間結合が複雑になるが、観測的に意義ある量を計算から抽出することを探っている。
また、先行して研究を進めてきたドイツのチュービンゲン大学やフランクフルト大学を訪問し、現状の結果紹介と議論を重ねた。本研究成果の一部は国内学会で発表した。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Numerical simulation of oscillating magnetospheres with resistive electrodynamics2014

    • 著者名/発表者名
      Kojima, Yasufumi and Kato, Yugo E.
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: Volume 2014, Issue 2 号: 2 ページ: 23E01-0

    • DOI

      10.1093/ptep/ptu014

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 磁気星の軸性と極性方向振動の時間発展による数値解析2014

    • 著者名/発表者名
      小嶌康史
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] マグネターの軸性方向振動と磁気圏との結合2014

    • 著者名/発表者名
      小嶌康史
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      国際基督教大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 殻に局在した磁場があるマグネターの軸性方向振動2013

    • 著者名/発表者名
      小嶌康史
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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