2021 年度研究成果報告書

回転の影響を考慮した宇宙初期の超巨大質量星の研究

研究課題

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研究課題/領域番号	17K05380
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	天文学
研究機関	東京大学
研究代表者	梅田秀之東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (60447357)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2022-03-31
キーワード	超巨大質量星 / 超巨大ブラックホール / 初代星 / 初代星形成 / 回転星
研究成果の概要	まず自転する超巨大星の進化を計算する星のコードを開発することに成功し、その結果を2020~2021年に査読誌に掲載した。また一般相対論的な流体力学計算コードも開発した。それは1次元のものであるので、極めて低速回転しており、球対称近似でも問題のないケースの計算を行い、Nagele他(2021)として査読誌に掲載した。この研究では重力崩壊、ブラックホール形成、そして崩壊に伴うニュートリノ放出の光度曲線を計算した。特に超巨大星の星の崩壊に伴うニュートリノ放出時には比較的低密度であるにも関わらず、ニュートリノのトラップ現象が発生することを初めて示した点は新しい結果であった。
自由記述の分野	天体物理学
研究成果の学術的意義や社会的意義	宇宙初期に形成される可能性のある超大質量星は、現在、天文学、宇宙物理学の分野で極めて多くの研究者が興味を持っている、銀河中心にある超巨大ブラックホール形成の謎を解く鍵となると考えられている。本研究はそのような超大質量星の進化や重力崩壊を詳しく計算した研究であり、そのような計算を詳しく行なっている研究は世界にもほとんどない。本研究結果は超巨大ブラックホールの種となり得る、ブラックホールの初期条件を与える意義のある研究である。