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2013 年度 実績報告書

中心エンジンから解き明かすガンマ線バースト放射機構

研究課題

研究課題/領域番号 23340069
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

長瀧 重博  独立行政法人理化学研究所, 長瀧天体ビッグバン研究室, 准主任研究員 (60359643)

研究分担者 固武 慶  福岡大学, 理学部, 准教授 (20435506)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワードガンマ線バースト / ブラックホール / 相対論的ジェット / 超新星爆発 / 輻射輸送 / 元素合成 / 重力波 / ニュートリノ
研究概要

ガンマ線バーストジェット中を伝搬する光子をモンテカルロ計算し、観測されるガンマ線バーストスペクトルと比較した。特に本年度は2重構造を持つガンマ線バーストジェットを想定した時、観測される冪型スペクトルを良く再現することを発見した。また論文投稿中段階ではあるが、同様の構造の下、期待されるガンマ線バーストの偏光度を評価した。我々の計算は、近年日本の衛星IKAROSで検出したガンマ線バーストの偏光度を説明出来る程度の強い偏光度を示し、大きな成果を挙げられたと確信している。その他、ガンマ線バーストに付随するジェット型超新星爆発の下での元素合成計算、及びそのような超新星が形成するであろう超新星残骸についての理論的研究も行い、順調な成果を挙げることが出来た。またコラプサーモデルを念頭に置きながら高速自転を伴う超新星コアの相対論的3次元流体計算を行い、重力崩壊とコアバウンス後初期の動的進化を詳細に調べた。その結果、非軸対称モードが従来よりも早いタイムスケールでコアバウンス後に成長し、銀河中心の超新星に対しては現在の重力波干渉計の検出限界に届く強い重力波が放射されることが分かった。またこの非軸対称な流体不安定性の存在により、乱流モードが従来の軸対称を仮定した計算に比べてより小さなスケールまでカスケードしてしまうので、3次元モデルで爆発を再現するのはより難しいことも明らかにできた。上述の爆発に際して放射される重力波(Kotake (2013))に加え、中性子星の冷却曲線、更には高エネルギーニュートリノについても考慮し、これらのマルチメッセンジャーのシグナルを総合的に解析することで如何に中心エンジンの動的進化の情報に迫れるか詳細な検討を行った。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 7件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] A CR-hydro-NEI Model of the Structure and Broadband Emission from Tycho's SNR2014

    • 著者名/発表者名
      Slane, Patrick; Lee, Shiu-Hang; Ellison, Donald; Patnaude, Daniel; Hughes, John; Eriksen, Kris; Castro, Daniel; Nagataki, Shigehiro
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 783 ページ: -

    • DOI

      10.1088/0004-637X/783/1/33

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gravitational wave signatures from low-mode spiral instabilities in rapidly rotating supernova cores2014

    • 著者名/発表者名
      Kuroda, T., Takiwaki, Kotake, K.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 89 ページ: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.89.044011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] PHOTOSPHERIC EMISSION FROM STRATIFIED JETS2013

    • 著者名/発表者名
      伊藤裕貴、長瀧重博、小野雅臣、 Lee Shiu-Hang、 Mao Jirong、山田章一、Pe'er Asaf、水田晃、張替誠二
    • 雑誌名

      The Astrophysical Jounal

      巻: 777 ページ: 62-78

    • DOI

      10.1088/0004-637X/777/1/62

    • 査読あり
  • [雑誌論文] MATTER MIXING IN ASPHERICAL CORE-COLLAPSE SUPERNOVAE: A SEARCH FOR POSSIBLE CONDITIONS FOR CONVEYING 56Ni INTO HIGH VELOCITY REGIONS2013

    • 著者名/発表者名
      ONO, Masaomi, NAGATAKI, Shigehiro, ITO, Hirotaka, LEE, Shiu-Hang, MAO, Jirong, HASHIMOTO, Masa-aki, TOLSTOV, Alexey
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 773 ページ: -

    • DOI

      doi:10.1088/0004-637X/773/2/161

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A CR-hydro-NEI Model of Multi-wavelength Emission from the Vela Jr. Supernova Remnant (SNR RX J0852.0-4622)2013

    • 著者名/発表者名
      Lee, Shiu-Hang; Slane, Patrick O.; Ellison, Donald C.; Nagataki, Shigehiro; Patnaude, Daniel J.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 767 ページ: -

    • DOI

      10.1088/0004-637X/767/1/20

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple physical elements to determine the gravitational-wave signatures of core-collapse supernovae2013

    • 著者名/発表者名
      Kotake, K
    • 雑誌名

      Comptes rendus - Physique

      巻: 14 ページ: 318-351

    • 査読あり
  • [学会発表] Supernovae: From Engine to Remnants2014

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro NAGATAKI
    • 学会等名
      10th International Conference on High Energy Density Laboratory Astrophysics
    • 発表場所
      Bordeaux, France
    • 年月日
      20140512-20140516
    • 招待講演
  • [学会発表] 超新星からの重力波、ニュートリノ、電磁波放射2014

    • 著者名/発表者名
      固武 慶
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学、神奈川県
    • 年月日
      20140327-20140330
    • 招待講演
  • [学会発表] Challenge of Astrophysical Big Bang Laboratory: From Central Engine to Remnants2013

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro NAGATAKI
    • 学会等名
      Supernovae and Gamma-Ray Bursts 2013
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20131112-20131112
    • 招待講演
  • [学会発表] Multi-D Core-Collapse Supernova Explosions and the2013

    • 著者名/発表者名
      Kotake, K
    • 学会等名
      Supernovae and Gamma-ray bursts 2013
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20131029-20131029
    • 招待講演
  • [学会発表] Challenge to Understand GRB Emission Mechanism from the Engine2013

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro NAGATAKI
    • 学会等名
      Future directions of relativistic jets: Fermi and beyond
    • 発表場所
      Skokloster, Sweden
    • 年月日
      20130831-20130902
    • 招待講演
  • [学会発表] Collapsar Simulations: Central Engine of Long Gamma-Ray Bursts2013

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro NAGATAKI
    • 学会等名
      F.O.E Fifty-One Erg
    • 発表場所
      Raleigh, the US
    • 年月日
      20130513-20130517
    • 招待講演
  • [学会発表] Relativistic Jet Formation and Dynamics2013

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro NAGATAKI
    • 学会等名
      Multi-Scale Structure Formation and Dynamics in Cosmic Plasmas
    • 発表場所
      Bern, Switzerland
    • 年月日
      20130415-20130419
    • 招待講演
  • [備考] 長瀧天体ビッグバン研究室ホームページ

    • URL

      http://nagataki-lab.riken.jp/Home.html

  • [備考] 国立天文台Web Release

    • URL

      http://th.nao.ac.jp/

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公開日: 2015-05-28  

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