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2019 年度 実績報告書

中性子星連星合体の電磁波対応天体に対する輻射輸送計算による系統的研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K21044
配分区分基金
研究機関東京大学

研究代表者

川口 恭平  東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (60822210)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2020-03-31
キーワード重力波天文学 / 電磁波対応天体 / kilonova
研究実績の概要

本研究では多波長モンテカルロ輻射輸送計算コードを用いて、放出物質の質量、速度、密度分布、物質構成を系統的に変えたkilonova光度曲線の計算を行った。特に、最新の数値相対論シミュレーション、元素合成計算、さらにr-process元素の原子計算の結果をベースにし、想定される様々な合体シナリオにおける光度曲線の特徴を予測した。それらの結果から複数のバンドフィルターに対するkilonova光度曲線のピーク光度・時刻からkilonovaの中心エンジンの種別に迫れる可能性を提示した。さらに今年度は実際の観測への適用に力を入れた。γ線バーストGRB160821Bの残光に見られた増光の中でも特に可視光~赤外線波長域での成分の解釈として、系統的計算によって得られたkilonovaの光度曲線を適用し、GRB160821Bが中性子連星合体起源であった場合の放出質量に対する見積もりを与えた。また、LIGOとVirgoによる最新の重力波観測とそれらに対する電磁波対応フォローアップ観測の結果に対して、系統的計算によって得られたkilonova光度曲線モデルを適用して、重力波源の物理的パラメータの制限を行った。連星中性子星合体からの重力波と整合するイベントであるGW190425についての研究では、得られた電磁波対応天体の観測上限からそのイベントがブラックホール中性子星連星合体である可能性を考慮し、母天体の物理的性質について議論した。ブラックホール中性子連星合体と考えられる重力波イベントS190814bvでは、フォローアップ観測によって得られた電磁波対応天体の上限を元に、イベントで放出された物質の質量に対する制限を与え、重力波観測によって得られるチャープ質量などの情報と合わせて中性子星の質量-半径関係に制限を与える方法を提案した。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] Max Planck Institute (AEI) Potsdam(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Max Planck Institute (AEI) Potsdam
  • [雑誌論文] Diversity of Kilonova Light Curves2020

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Kyohei、Shibata Masaru、Tanaka Masaomi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 889 ページ: 171~171

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab61f6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the Possibility of GW190425 Being a Black Hole?Neutron Star Binary Merger2020

    • 著者名/発表者名
      Kyutoku Koutarou、Fujibayashi Sho、Hayashi Kota、Kawaguchi Kyohei、Kiuchi Kenta、Shibata Masaru、Tanaka Masaomi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 890 ページ: L4~L4

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab6e70

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constraint on the Ejecta Mass for Black Hole Neutron Star Merger Event Candidate S190814bv2020

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Kyohei、Shibata Masaru、Tanaka Masaomi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 893 ページ: 153~153

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab8309

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Short GRB 160821B: A Reverse Shock, a Refreshed Shock, and a Well-sampled Kilonova2019

    • 著者名/発表者名
      Lamb G. P.、Tanvir N. R.、Levan A. J.、Postigo A. de Ugarte、Kawaguchi K.、Corsi A.、Evans P. A.、Gompertz B.、Malesani D. B.、Page K. L.、Wiersema K.、Rosswog S.、Shibata M.、Tanaka M.、Horst A. J. van der、Cano Z.、Fynbo J. P. U.、Fruchter A. S.、Greiner J.、et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 883 ページ: 48~48

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab38bb

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 輻射輸送計算に基づいたGW170817の放出物質のパラメータ推定2019

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Kyohei、Shibata Masaru、Tanaka Masaomi
    • 学会等名
      天文学会2019年春季大会
  • [学会発表] キロノヴァの多様性と輻射輸送計算によるその光度曲線の予測2019

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Kyohei、Shibata Masaru、Tanaka Masaomi
    • 学会等名
      天文学会2019年秋季大会
  • [学会発表] 中性子星連星合体からの重力波と電磁波対応天体2019

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Kyohei、Shibata Masaru、Tanaka Masaomi
    • 学会等名
      熱場の量子論
    • 招待講演
  • [学会発表] Gravitational waveform and electromagnetic counterparts modeling for binary neutron star mergers2019

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Kyohei、Shibata Masaru、Tanaka Masaomi
    • 学会等名
      KPS meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Diversity of kilonova lightcurves2019

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Kyohei、Shibata Masaru、Tanaka Masaomi
    • 学会等名
      Multi-Messenger Astrophysics in the Gravitational Wave Era
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On possible diversity of kilonova lightcurves2019

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Kyohei、Shibata Masaru、Tanaka Masaomi
    • 学会等名
      Workshop to bring together experts on High Energy Astrophysics from Japan and Israel
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gravitational-waves/Electromagnetic counterparts modeling for Neutron star binaries2019

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Kyohei、Shibata Masaru、Tanaka Masaomi
    • 学会等名
      Fifth KAGRA International Workshop in Perugia, Italy
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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