大質量星重力崩壊による天体現象の極限物質科学に基づいた系統的解明

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18540295
• 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: 沼津工業高等専門学校
• 研究代表者: 住吉 光介 沼津工業高等専門学校, 教養科, 准教授 (30280720)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2009
• キーワード: 超新星 / 中性子星 / ブラックホール / ニュートリノ / 状態方程式

研究概要

太陽の10倍以上の質量を持つ星の進化の最期には、重力崩壊が起こり超新星爆発のような華々しい天文現象へと繋がる。本研究では、大質量星の違いが天文現象へもたらす影響を数値シミュレーションにより明らかにした。崩壊後にブラックホールが誕生する条件を系統的な研究から発見した。超新星と異なり、ブラックホール形成過程で短いニュートリノ放出を伴うことを予測した。ニュートリノ観測によりブラックホールを同定し、中心部の高温高密度物質の性質を探ることが可能であることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Exploring hadron physics in black hole formations: A new promising target of neutrino astronomy (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Nakazato, K. Sumiyoshi, H. Suzuki, S. Yamada
  • 雑誌名: Physical Review D 81 ページ: 083009 (6)
  • 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, C. Ishizuka, A. Ohnishi, S. Yamada, H. Suzuki
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 690 ページ: L43-L46
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutrino deuteron reaction in the heating mechanism of core-collapse supernovae (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Nakamura, K. Sumiyoshi, T. Sato
  • 雑誌名: Physical Review C 80 ページ: 035802 (6)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics and neutrino signal of black hole formation in non-rotating failed supernovae. II. progenitor dependence (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Sumiyoshi, S. Yamada, H. Suzuki
  • 雑誌名: 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 black hole forming collapse (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Nakazato, K. Sumiyoshi, H. Suzuki, S. Yamada
  • 雑誌名: Physical Review D 78 ページ: 083014 (14)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Astrophysical implications of equation of state for hadron-quark mixed phase: compact stars and stellar collapses (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Nakazato, K. Sumiyoshi, S. Yamada
  • 雑誌名: Physical Review D 77 ページ: 103006 (12)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Appearance of light clusters in post-bounce evolution of core-collapse supernovae (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Sumiyoshi, G. Roepke
  • 雑誌名: Physical Review C 77 ページ: 055804(5)
  • 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, S. Yamada
  • 雑誌名: Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics 35 ページ: 085201 (19)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamics and neutrino signal of black hole formation in non-rotating failed supernovae (2007)
  • 著者名/発表者名: I. EOS dep endence, K. Sumiyoshi, S. Yamada, H. Suzuki
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 667 ページ: 382-394
  • 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, S. Chiba
  • 雑誌名: Physical Review Letters 97 ページ: 091101 (4)
  • 査読あり
• [学会発表] 高密度星の中のストレンジネス (2010)
  • 著者名/発表者名: 住吉光介
  • 学会等名: 超新星における高温高密度物質とニュートリノ住吉光介日本物理学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-22
• [学会発表] Emergence of hyperons in failed supernovae with short neutrino bursts (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sumiyoshi, K. Nakazato, C. Ishizuka, A. Ohnishi, S. Yamada, H. Suzuki
  • 学会等名: The 10th International Conference on Hypernuclear and Strange Particle Physics (Hyp X)
  • 発表場所: "RICOTTI" in Tokai, Ibaraki, Japan
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] Rプロセス元素組成の統合的理解―宇宙の中の不安定核物理― (2009)
  • 著者名/発表者名: 住吉光介
  • 学会等名: 重力崩壊型超新星・ニュートリノ放出と状態方程式研究会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-03-10
• [学会発表] 球対称シミュレーションの現状 (2009)
  • 著者名/発表者名: 住吉光介
  • 学会等名: 重力崩壊型超新星と高エネルギー天文学研究会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2009-02-02
• [学会発表] 超新星爆発の数値シミュレーションの現状と将来の課題 (2008)
  • 著者名/発表者名: 住吉光介
  • 学会等名: 次世代スーパーコンピューティング・シンポジウム2008分科会「次世代スパコンで物質と宇宙の進化を探る」
  • 発表場所: 東京都千代田区丸の内MY PLAZA
  • 年月日: 2008-09-17
• [学会発表] 先駆的科学計算に関するフォーラム2008～天文科学～ (2008)
  • 著者名/発表者名: 住吉光介
  • 学会等名: ニュートリノ輻射流体計算による重力崩壊型超新星の研究
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2008-07-22
• [学会発表] 超新星爆発の大規模数値シミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 住吉光介
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2008-03-23
• [学会発表] Equation of state of dense matter for core-collapse supernovae, compact object and neutrino bursts (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Sumiyoshi
  • 学会等名: The 10th International Symposium on Origin of Matter and Evolution of Galaxies (OMEG07)
  • 発表場所: Hokkaido University, Japan
  • 年月日: 2007-12-05
• [学会発表] Core-collapse supernovae and nuclear physics (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Sumiyoshi
  • 学会等名: The 3rd Japanese-German EFES(JSPS)-DFG/GSI workshop on Nuclear Structure and Astrophysics
  • 発表場所: Frauenwoerth im Chiemsee, Germany
  • 年月日: 2007-09-30
• [学会発表] Influence of equation of state in supernova simulations: neutrinos from proto-neutron star and black hole formation (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Sumiyoshi
  • 学会等名: Yukawa International Seminar (YKIS06) 2006, New Frontiers in QCD - Exotic Hadrons and Hadronic Matter - YITP
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2006-12-05
• [学会発表] Influence of nuclear equation of state in core-collapse supernovae (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Sumiyoshi
  • 学会等名: In Heaven and on Earth 2006, The Nuclear Equation of State in Astrophysics
  • 発表場所: McGill University, Montreal, Canada
  • 年月日: 2006-07-07
• [学会発表] Core-collapse supernovae, neutron stars and black holes in the light of physics of unstable nuclei (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Sumiyoshi
  • 学会等名: The 6th China-Japan Joint Nuclear Physics Symposium
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2006-05-16