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2018 年度 研究成果報告書

多次元一般相対論的輻射流体力学シミュレーションによる超新星爆発の研究

研究課題

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研究課題/領域番号 16H03986
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関早稲田大学

研究代表者

山田 章一  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (80251403)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード重力理論 / ダークエネルギー / 宇宙論 / インフレーション / 素粒子統一理論 / 超新星 / 重力崩壊 / ニュートリノ輸送
研究成果の概要

本研究では、大質量星がその進化の果てに起こすコアの重力崩壊とそれが引き起こす超新星爆発ならびに中性子星またはブラックホールの形成を、第一原理的シミュレーションにより定量的に研究することを目指し、問題の定式化、コードの開発とテスト、京コンピューターにおけるプロダクティブランを行なった。ニュートリノ輸送をフルに相対論的に扱うボルツマンソルバーを用いた軸対称2次元でのシミュレーションに世界で初めて成功し、爆発するモデルを構築するとともに、自転の影響も調べた。この計算ではニュートン重力を用いていたので、アインシュタイン方程式を数値的に解くコードを従来とは異なり、球座標上で開発することにも成功した。

自由記述の分野

宇宙物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

ブラックホールの合体から放出された重力波の直接検出や巨大ブラックホールの影の電波観測などが近年立て続けに発表され、専門家非専門家を問わずブラックホールに関する興味が高まっている。本研究は、中でも重力波がその存在を明らかにした数10太陽質量のブラックホールがどのような親星からどのようにして形成されたかを明らかにすることを目指して行っているものであり、その社会的、学術的意義は極めて高いと言える。

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公開日: 2020-03-30  

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