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2015 年度 実施状況報告書

数値相対論-磁気輻射流体コードの開発とショートガンマ線バースト中心動力源への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K05077
研究機関京都大学

研究代表者

木内 建太  京都大学, 基礎物理学研究所, 研究員 (40514196)

研究分担者 関口 雄一郎  東邦大学, 理学部, 講師 (50531779)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード重力波 / 数値相対論 / 天体物理学
研究実績の概要

アメリカの地上型重力波干渉計advanced LIGOが2015年9月14日に人類初の重力波直接検出に成功したという報告がなされた。重力波天文学の開闢であるとともにブラックホール二つからなる連星の存在が初めて実証された。
今回の発見の対象となった連星ブラックホール以外にも少なくとも一つ中性子星を含む連星系の合体はadvanced LIGO, advanced Virgo(イタリア―フランス)、KAGRA(日本)の有望なターゲットである。また真空中で起こる連星ブラックホール合体とは異なり、これらの天体現象から放出される重力波が観測されれば、中性子星の真の状態方程式の推定、ショートガンマ線バーストの中心動力源の解明、宇宙の重元素の起原の解明が可能になると期待されている。
現状を鑑みると連星中性子星合体もしくは中性子星―ブラックホール連星合体の現実的描像を解き明かすことは喫緊の課題であり、本課題では数値相対論と呼ばれる数値シミュレーションを用いてこの問題に取り組んでいる。特にH27年度は中性子星合体とブラックホールー中性子星合体に関して磁気流体効果を精査した論文を主著者として2遍発表した。また、連星中性子星合体に関してニュートリノ輻射流体効果を調べた論文を研究分担者と共同で投稿中である。さらに国際会議にて2件招待講演、4件一般講演を行い研究成果発表を行った。また、国内学会にて一般講演も行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

連星中性子星合体およびブラックホール―中性子星合体における磁気流体効果とニュートリノ輻射流体効果の理解がH27年度の研究により進んだ。主著者として執筆した査読付き論文が研究分担者と併せて2遍出版済み、1遍投稿済みであり進捗状況は順調である。
得られた研究結果を元に本年度は両効果が組み合わさった場合について現在研究を進めている。

今後の研究の推進方策

現在、質量が小さい場合の連星中性子星合体における磁気流体の効果を精査した論文(研究代表者が主著者)とブラックホール―中性子星連星合体におけるニュートリノ輻射流体の効果を調べた論文(研究分担者が主著者)を準備中であり、近日中に投稿予定である。
さらに磁気流体とニュートリノ輻射流体を結合させた数値コードの開発を現在行っている。コードの完成後、最適化を経て、テスト計算に入る予定である。コードの完成及び最適化は今年度中に推進する予定である。

次年度使用額が生じた理由

昨年9月より約半年間渡米し、海外研究機関に滞在する予定であったが、受け入れ先の教授が停職処分を受けたため、実質的に渡米が不可能になった。
旅費、滞在費として使用する予定であった研究費分が余ったのが次年度使用額が生じた理由である。

次年度使用額の使用計画

今年度9月より再び海外研究機関に半年程度滞在する予定である。その旅費、滞在費にあてる。また、今年度分に計上していた旅費は今年度前期に海外から共同研究者を招聘する費用に充てる予定である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] バレンシア大学(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      バレンシア大学
  • [国際共同研究] カリフォルニア大学バークレー校/ペンシルバニア州立大学/コロンビア大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      カリフォルニア大学バークレー校/ペンシルバニア州立大学/コロンビア大学
    • 他の機関数
      1
  • [雑誌論文] Multi-Messenger Tests for Fast-Spinning Newborn Pulsars Embedded in Stripped-Envelope Supernovae2016

    • 著者名/発表者名
      Kashiyama, Kazumi and Murase, Kohta and Bartos, Imre and Kiuchi, Kenta and Margutti, Raffaella
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

      巻: 818 ページ: 94

    • DOI

      10.3847/0004-637X/818/1/94

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High-resolution magnetohydrodynamics simulation of black hole-neutron star merger: Mass ejection and short gamma-ray burst2015

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kiuchi, Yuichiro Sekiguchi, Koutarou Kyutoku, Masaru Shibata, Keisuke Taniguchi, and Tomohide Wade
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 92 ページ: 064034-1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.92.064034

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Efficient magnetic-field amplification due to the Kelvin-Helmholtz instability in binary neutron star mergers2015

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kiuchi, Pablo Cerda-Duran, Koutarou Kyutoku, Yuichiro Sekiguchi, Masaru Shibata
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 92 ページ: 124034-1-11

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.92.124034

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 低質量連星中性子星合体の長時間進化2016

    • 著者名/発表者名
      木内建太
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      仙台、日本
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] 低質量連星中性子星の長時間発展2016

    • 著者名/発表者名
      木内建太
    • 学会等名
      日本天文学会2016年春季年会
    • 発表場所
      八王子、日本
    • 年月日
      2016-03-14 – 2016-03-17
  • [学会発表] Black hole-magnetized neutron star merger : Mass ejection and short gamma-ray burst2015

    • 著者名/発表者名
      Kenta, Kiuchi
    • 学会等名
      The 25th workshop on General Relativity and Gravitation in Japan
    • 発表場所
      京都、日本
    • 年月日
      2015-12-07 – 2015-12-11
    • 国際学会
  • [学会発表] General relativistic magnetohydrodynamics simulations of compact binary mergers on K2015

    • 著者名/発表者名
      Kenta, Kiuchi
    • 学会等名
      Symposium on Quarks to Universe in Computational Science
    • 発表場所
      奈良、日本
    • 年月日
      2015-11-04 – 2015-11-08
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent progress of the compact binary merger simulations in Kyoto numerical relativity group2015

    • 著者名/発表者名
      Kenta, Kiuchi
    • 学会等名
      Hot topics in General Relativity and Gravitation
    • 発表場所
      Quy Nhon, Vietnam
    • 年月日
      2015-08-09 – 2015-08-15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Numerical Relativity simulation of the merger of black hole and magnetized neutron star binaries2015

    • 著者名/発表者名
      Kenta, Kiuchi
    • 学会等名
      Gravitational Wave Physics and Astronomy workshop 2015
    • 発表場所
      大阪、日本
    • 年月日
      2015-06-17 – 2015-06-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical relativity simulation of the merger of black hole- magnetized neutron star binaries2015

    • 著者名/発表者名
      Kenta, Kiuchi
    • 学会等名
      BNS2015 workshop
    • 発表場所
      THESSALONIKI, GREECE
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent progress of the binary neutron star merger simulations in numerical relativity2015

    • 著者名/発表者名
      Kenta, Kiuchi
    • 学会等名
      International Conference on Gravitation and Cosmology, and the fourth Galileo-Xu Guangqi Meeting
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2015-05-04 – 2015-05-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Homepage of Kenta Kiuchi

    • URL

      http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~kenta.kiuchi/

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-24  

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