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2023 年度 実績報告書

中性子星の光度で見るエキゾチックな高密度物質の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ3227
配分区分基金
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

土肥 明  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 基礎科学特別研究員

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
キーワード中性子星 / 状態方程式 / X線バースト
研究実績の概要

私は、I型X線バーストの光度曲線から、中性子星の内部物質状態を特定する研究をこれまで行ってきた。これに関して本年度は、主に次の2つの研究を行った。
1:半径の異なるいくつかの中性子星の状態方程式(EOS)で、近年観測された規則的なX線バースト天体1RXS J180408.9-342058のモデル構築を行い、EOSの制限を行った。その結果、この観測が半径が12.6km以下の柔らかいEOSを棄却する傾向にあることを示した。また、1RXS J180408.9-342058の質量が、降着する中性子星にしては比較的軽いこともわかった。昔から知られている有名な規則的なX線バースト天体GS 1826-24以外で、I型X線バーストの光度曲線の観測からEOSを制限したのは初めてである。この内容は投稿寸前である。
2:中性子星とストレンジオン星での高い降着率でのX線バースト(ミリヘルツQPO)の光度曲線について簡易的なX線バーストモデルで調べた。その結果、ストレンジオン星でのミリヘルツQPO振動数が通常の中性子星より最大2倍高いことがわかった。特に、軽いX線バースト天体で両者の振動数に差が出る。この理由として、特に低質量でのストレンジオン星の半径が中性子星よりも遥かに小さいためである。この内容は、既に論文として出版された。今回のモデルでは中性子星の温度を手で与えているが、実際にはクラスと加熱、ニュートリノ冷却(ストレンジオン星の場合は主にクオークベータ崩壊)など様々な熱源によって温度構造は複雑になる。こうした熱源を取り入れたストレンジオン星のX線バーストモデルの構築を現在行っている段階である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Xinjiang University/Peking University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Xinjiang University/Peking University
  • [国際共同研究] Osservatorio Astronomico di Palermo(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      Osservatorio Astronomico di Palermo
  • [雑誌論文] EOS-dependent millihertz quasi-periodic oscillation in low-mass X-ray binary2023

    • 著者名/発表者名
      Helei Liu, Yong Gao, Zhaosheng Li, Akira Dohi, Weiyang Wang, Guoliang Lテシ, and Renxin Xu
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 525 ページ: 2054

    • DOI

      10.1093/mnras/stad2424

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Impacts of Neutron-Star Structure and Base Heating on Type I X-Ray Bursts and Code Comparison2023

    • 著者名/発表者名
      Guoqing Zhen, Guoliang Lテシ, Helei Liu, Akira Dohi, Nobuya Nishimura, Chunhua Zhu, Liyu Song, Weiyang Wang, and Renxin Xu
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 950 ページ: 110

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acce3f

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Investigating Time Evolution of Thermal Emission from the Putative Neutron Star in SN 1987A for 50+ Years2023

    • 著者名/発表者名
      Akira Dohi, Emanuele Greco, Shigehiro Nagataki, Masaomi Ono, Marco Miceli, Salvatore Orlando, and Barbara Olmi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 949 ページ: 97

    • DOI

      10.3847/1538-4357/accd5f

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Constraints on Neutron Star Structure from Clocked Burster 1RXS J180408.9-3420582023

    • 著者名/発表者名
      Akira Dohi, Wataru, Iwakiri, Nobuya Nishimura, Tsuneo Noda, Shigehiro Nagataki, and Masa-aki Hashimoto
    • 学会等名
      The 1st IReNA-Ukakuren Joint Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of Neutron-Star Structure on Type-I X-ray Bursts2023

    • 著者名/発表者名
      Akira Dohi, Wataru, Iwakiri, Nobuya Nishimura, Tsuneo Noda, Helei Liu, Shigehiro Nagataki, and Masa-aki Hashimoto
    • 学会等名
      Frontiers in Nuclear Astrophysics 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] X線スーパーバーストに対する炭素燃焼の核反応率の影響2023

    • 著者名/発表者名
      土肥明, 谷口億宇, 西村信哉, 祖谷元, 木村真明
    • 学会等名
      日本天文学会2023年秋季大会
  • [学会発表] 中性子星NS1987Aの温度観測から何がわかるか?2023

    • 著者名/発表者名
      土肥明
    • 学会等名
      中性子星の観測と理論~研究活性化ワークショップ2023
  • [備考] ホームページ(土肥明)

    • URL

      https://dohiakira.theblog.me/

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公開日: 2024-12-25  

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