大質量星の重力崩壊とコンパクト天体の形成にともなう高エネルギー天体現象の研究

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17540267
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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): 2005 – 2008
• キーワード: 高エネルギー天体 / 大質量星 / 重力崩壊 / 超新星 / 中性子星 / ブラックホール / ニュートリノ / 重力波

研究概要

低速で自転する大質量星の重力崩壊に着目した研究を行った。特にニュートリノがどのように放出されるか、またそれによって高密度物質の状態方程式に関してどこまで情報を引き出すことができるかを調べた。その結果、ニュートリノ観測によりブラックホール形成と高密度領域での核物質の圧縮率が推定できることなどを明らかにした。また、超新星コアでおこる流体力学不安定性についても線形解析と数値計算により系統的な研究を行った。

研究成果

• [雑誌論文] The Standing Accretion Shock Instability in the Disk around the Kerr Black Hole (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Nagakura and S. Yamada
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 696 ページ: 2026-2035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emergence of Hyperons in Failed Supernovae : Trigger of the Black Hole Formation (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sumiyoshi, S. Yamada and H. Suzuki
  • 雑誌名: Astrophysical Journal Letters 690 ページ: L43-L46
  • 査読あり
• [雑誌論文] General Relativistic Hydrodynamical Simulations and Linear Analysis of the Standing Accretion Shock Instability around a Black Hole (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Nagakura and S. Yamada
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 689 ページ: 391-406
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics and Neutrino Signal of Black Hole Formation in Non-Rotating Failed Supernovae. II (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Sumiyoshi, S. Yamada and H. Suzuki
  • 雑誌名: Progenitor Dependence Astrophysical Journal 688 ページ: 1176-1185
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oscillation and Future Detection of Failed Supernova Neutrinos from a Black-Hole-Forming Collapse (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Nakazato, K. Sumiyoshi, H. Suzuki and S. Yamada
  • 雑誌名: Physical Review D 78 ページ: 083014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tables of Hyperonic Matter Equation of State for Core-Collapse Supernovae (2008)
  • 著者名/発表者名: C. Ishizuka, A. Ohnishi, K. Tsubakihara, K. Sumiyoshi and S. Yamada
  • 雑誌名: Journal of Physics G 35 ページ: 085201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-Dimensional Simulations of Standing Accretion Shock Instability in Core-Collapse Supernovae (2008)
  • 著者名/発表者名: W. Iwakami, K. Kotake, N. Ohnishi, S. Yamada and K. Sawada
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 678 ページ: 1207-1222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alfven Wave-Driven Supernova Explosion (2008)
  • 著者名/発表者名: T. K. Suzuki, K. Sumiyoshi and S. Yamada
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 678 ページ: 1200-1206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Astrophysical Implications of Equatoion of State for hadron-quark mixed phase : Compact Stars and Stellar Collapses (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Nakazato, K. Sumiyoshi and S. Yamada
  • 雑誌名: Physical Review D 77 ページ: 103006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Simulations of Equatorially-Asymmetric Magnetized Supernovae : Formation of Magnetars and their Kicks (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Sawai, K. Kotake and S. Yamada
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 672 ページ: 465-478
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics and Neutrino Signal of Black Hole Formation in Nonrotating Failed Supernovae. I. Equation of State Dependence (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Sumiyoshi, S. Yamada and H. Suzuki
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 667 ページ: 382-394
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inelastic Neutrino-Helium Scatterings and Standing Accretion Shock Instability in Core-Collapse Supernovae (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Ohnishi, K. Kotake and S. Yamada
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 667 ページ: 375-381
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Study on Stellar Core Collapse and Neutrino Emission : Probe into the Spherically Symmetric Black Hole Progenitors with 3-30Msolar Iron Cores (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Nakazato, K. Sumiyoshi and S. Yamada
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 666 ページ: 1140-1151
  • 査読あり
• [雑誌論文] The g-Mode Excitation in the Proto Neutron Star by the Standing Accretion Shock Instability (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshida, N. Ohnishi and S. Yamada
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 665 ページ: 1268-1276
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of QCD phase transition on gravitational radiation from two-dimensional collapse and bounce of massive stars (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Yasutake, K. Kotake, M. Hashimoto and S. Yamada
  • 雑誌名: Physical Review D 75 ページ: 084012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heavy Element Nucleosynthesis in a Collapsar (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Fujimoto, M. Hashimoto, K. Kotake, and S. Yamada
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 656 ページ: 382-392
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability of the Accretion Flows with Stalled Shocks in Core-Collapse Supernovae (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Yamasaki and S. Yamada
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 656 ページ: 1019-1037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gravitational Radiation from Standing Accretion Shock Instability in Core-Collapse Supernovae (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Kotake, N. Ohnishi and S. Yamada
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 655 ページ: 406-415
  • 査読あり
• [雑誌論文] Standing Accretion Shocks in the Supernova Core : Effects of Convection and Realistic EOS (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Yamasaki and S. Yamada
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 650 ページ: 291-298
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutrino signals from the formation of a black hole : A probe of the equation of state of dense matter (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Sumiyoshi, S. Yamada, H. Suzuki and S. Chiba
  • 雑誌名: Physical Review Letters 97 ページ: 091101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gravitational Collapse and Neutrino Emission of Population III Massive Stars (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Nakazato, K. Sumiyoshi and S. Yamada
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 645 ページ: 519-533
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetohydrodynamic Simulations of a Rotating Massive Star Collapsing to a Black Hole (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Fujimoto, K. Kotake, S. Yamada, M. Hashimoto and K. Sato
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 644 ページ: 1040-1055
  • 査読あり
• [雑誌論文] R-Process Nucleosynthesis in MHD Jet Explosions of Core-Collapse Supernovae (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Nishimura, K. Kotake, M. Hashimoto, S. Yamada, N. Nishimura, S. Fujimoto and K. Sato
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 642 ページ: 410-419
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Analysis on Standing Accretion Shock Instability with Neutrino Heating in the Supernova Cores (2006)
  • 著者名/発表者名: N. Ohnishi, K. Kotake and S. Yamada
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 641 ページ: 1018-1028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Magnetic Fields on Proto-Neutron Star Winds (2005)
  • 著者名/発表者名: H. Ito, S. Yamada, K. Sumiyoshi and S. Nagataki
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics 114 ページ: 995-1020
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Core-Collapse Supernova with "Non-Uniform" Magnetic Fields (2005)
  • 著者名/発表者名: H. Sawai, K. Kotake and S. Yamada
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 631 ページ: 446-455
  • 査読あり
• [雑誌論文] Postbounce Evolution of Core-Collapse Supernovae : Long-Term Effects of Equation of State (2005)
  • 著者名/発表者名: K. Sumiyoshi, S. Yamada, H. Suzuki, H. Shen, S. Chiba and H. Toki
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 629 ページ: 922-932
  • 査読あり
• [学会発表] 重力崩壊型超新星の爆発メカニズム (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田章一
  • 学会等名: 重力崩壊型超新星と高エネルギー天文学
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2009-02-02
• [学会発表] SASI in Black Hole Accretions (2008)
  • 著者名/発表者名: Shoichi Yamada
  • 学会等名: Asymmetric instability in stellar core collapse
  • 発表場所: Institute de Henri Poincare (Paris)
  • 年月日: 2008-07-02
• [学会発表] Elementary Processes in Core-collapse and Neutrino Burst (2007)
  • 著者名/発表者名: Shoichi Yamada
  • 学会等名: 20 years after SN1987A
  • 発表場所: Hawaii
  • 年月日: 2007-02-24
• [学会発表] Core-collapse Supernovae and Neutron Star Formation (2006)
  • 著者名/発表者名: Shoichi Yamada
  • 学会等名: COSPAR
  • 発表場所: 北京
  • 年月日: 20060716-23
• [学会発表] Recent Issues in Core-collapse Supernovae (2006)
  • 著者名/発表者名: Shoichi Yamada
  • 学会等名: 16^<th> JGRG
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2006-11-30
• [学会発表] Hydrodynamical and Magnetohydrodynamical Instabilities in Supernova Cores (2006)
  • 著者名/発表者名: 山田章一
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2006年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2006-05-14
• [学会発表] Supernovae in Universe (2006)
  • 著者名/発表者名: Shoichi Yamada
  • 学会等名: COE International Workshop "Energy Budget of High Energy Universe"
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2006-02-24
• [学会発表] Supernovae : Rotation, Jet, Neutrino (2005)
  • 著者名/発表者名: Shoichi Yamada
  • 学会等名: TAUP2005
  • 発表場所: Zaragoza
  • 年月日: 20050910-14
• [学会発表] Gravitational Collapse of Massive Stars (2005)
  • 著者名/発表者名: Shoichi Yamada
  • 学会等名: 国際シンポジウムOMEG2005
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2005-11-10
• [学会発表] Asymmetric Supernovae (2005)
  • 著者名/発表者名: Shoichi Yamada
  • 学会等名: The 59th Yamada Conference'Inflating Horizon of Particle Astrophysics and Cosmology'
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2005-06-21