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2018 年度 実績報告書

マルチメッセンジャー天文学から迫る高密度爆発天体現象の理論的解明(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 15KK0173
研究機関福岡大学

研究代表者

固武 慶  福岡大学, 理学部, 教授 (20435506)

研究期間 (年度) 2016 – 2018
キーワード超新星爆発 / ニュートリノ反応 / 中性子星 / ニュートリノ輻射輸送計算 / 一般相対論 / スーパーコンピューティング / 重力波 / 原子核物理
研究実績の概要

本国際共同研究で得られた成果のハイライトは、以下の二点である。
(1) 当初予定していた超新星シミュレーションコードにおけるニュートリノ反応のアップデートを行うことが出来た。ニュートリノ・核子散乱における反跳の効果など、ニュートリノ光度・平均エネルギーへの影響が大きいため、取り入れることが必須であった。これらの反応率の計算には、運動量移行に関する多重積分が発生するため、計算コストが著しく増加する。これらの反応に関する完備なテーブルを作成することで計算の高速化に成功した。ここでは、受け入れ先のマックスプランク研究所(MPA)の研究グループの知見を最大限に活かすことが出来た。また、ダームシュタット工科大の研究グループとも共同研究を行うことで、最新の原子核への電子捕獲率を超新星コードに取り込むことが出来るようになった。それぞれのアップデートにつき、先行研究と詳細な比較を行いコードのチェックを行った。次に多次元(軸対称2D)の超新星シミュレーションを実行して、対流・衝撃波不安定性等の解析を行い、その成果を査読論文として出版することが出来た。
(2)世界の主たる超新星研究グループ間の数値シミュレーションコードの詳細比較を行い、その結果を査読論文として出版することが出来た。これまで、超新星研究においてそれぞれのグループが独立的にコード開発を行い、詳細な比較が行われることが極めて稀であった。MPA, プリンストン大、ストックホルム大、そして我々日本の超新星グループのコードで、同じ初期条件を用いて、ショックの時間発展、ニュートリノ光度・平均エネルギーなど、爆発に影響にある物理量について比較検討を行い、良く一致する結果を得た。まずは一次元球対称コードで比較を行ったが、今後の多次元計算における比較を行う計画も進行しており、次なる国際共同研究に向け大きな一歩を踏み出すことが出来た。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] バレンシア大学(スペイン)2017

    • 年月日
      2017-08-19 – 2017-08-25
    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      バレンシア大学
    • 主な海外共同研究者名
      Miguel Ángel Aloy
    • 職名
      Associate Professor
  • [国際共同研究] ダームシュタット工科大学(ドイツ)2017

    • 年月日
      2017-07-10 – 2017-07-15
    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ダームシュタット工科大学
    • 主な海外共同研究者名
      Gabriel Martinez Pinedo
    • 職名
      Professor
  • [国際共同研究] CEA Saclay(原子力庁天体物理学部門)(フランス)2017

    • 年月日
      2017-06-25 – 2017-06-30
    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      CEA Saclay(原子力庁天体物理学部門)
    • 主な海外共同研究者名
      Thierry Foglizzo
    • 職名
      Researcher
  • [国際共同研究] マックスプランク物理学研究所(ドイツ)2017

    • 年月日
      2017-04-12 – 2017-04-14
    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      マックスプランク物理学研究所
    • 主な海外共同研究者名
      Georg Raffelt
    • 職名
      Group Leader
  • [国際共同研究] マックスプランク天体物理学研究所(ドイツ)2017

    • 年月日
      2017-03-06 – 2017-09-07
    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      マックスプランク天体物理学研究所
    • 主な海外共同研究者名
      H.T. Janka
    • 職名
      Group leader
  • [雑誌論文] A full general relativistic neutrino radiation-hydrodynamics simulation of a collapsing very massive star and the formation of a black hole2018

    • 著者名/発表者名
      Kuroda Takami、Kotake Kei、Takiwaki Tomoya、Thielemann Friedrich-Karl
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters

      巻: 477 ページ: L80~L84

    • DOI

      10.1093/mnrasl/sly059

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Circular polarization of gravitational waves from non-rotating supernova cores: a new probe into the pre-explosion hydrodynamics2018

    • 著者名/発表者名
      Hayama Kazuhiro、Kuroda Takami、Kotake Kei、Takiwaki Tomoya
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters

      巻: 477 ページ: L96~L100

    • DOI

      10.1093/mnrasl/sly055

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Global comparison of core-collapse supernova simulations in spherical symmetry2018

    • 著者名/発表者名
      O’Connor Evan、Bollig Robert、Burrows Adam、Couch Sean、Fischer Tobias、Janka Hans-Thomas、Kotake Kei、Lentz Eric J、Liebend?rfer Matthias、Messer O E Bronson、Mezzacappa Anthony、Takiwaki Tomoya、Vartanyan David
    • 雑誌名

      Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics

      巻: 45 ページ: 104001(21pp)

    • DOI

      10.1088/1361-6471/aadeae

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Chiral magnetohydrodynamic turbulence in core-collapse supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Masada Youhei、Kotake Kei、Takiwaki Tomoya、Yamamoto Naoki
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 98 ページ: 083018(17pp)

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.98.083018

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Linear and Quadratic Time?Frequency Analysis of Gravitational Waves from Core-collapse Supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Kawahara Hajime、Kuroda Takami、Takiwaki Tomoya、Hayama Kazuhiro、Kotake Kei
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 867 ページ: 126(13pp)

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aae57b

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Neutrinos and muti-messenger signatures for a galactic supernova2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Kotake
    • 学会等名
      The 19th International Workshop on Next generation Nucleon Decay and Neutrino (NNN18)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gravitational-wave and Neutrino Signatures from core-collapse supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Kotake
    • 学会等名
      GW-genesis workshop on "Deciphering multi-dimensional nature of core-collapse SuperNovaevia gravitational-wave and neutrino signatures" (SNeGWv2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gravitational-wave and neutrino signatures from core-collapse superovae: review and perspectives2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Kotake
    • 学会等名
      Gamma-ray bursts and supernovae: from the central engines to the observers
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neutrino and Gravitational-wave Signatures from Core-Collapse Supernovae2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Kotake
    • 学会等名
      Gravitational-waves, ElectroMagnetic and Dark-Matter, Physics (GEMMA2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exploding and Non-Exploding Core-Collapse Supernova Models in 3D and the Multi-messenger Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Kei Kotake
    • 学会等名
      TDLI Workshop on the Exploding Universe
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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