次世代計算機・観測から迫る高エネルギー爆発天体現象の理論的解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23540323
• 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: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 福岡大学 (2013); 国立天文台 (2011-2012)
• 研究代表者: 固武 慶 福岡大学, 理学部, 准教授 (20435506)
• 連携研究者: 滝脇 知也 国立天文台, 天文シミュレーションプロジェクト, 特任助教 (50507837) ; 安武 伸俊 千葉工業大学, 情報科学部, 助教 (10532393)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 超新星爆発 / 中性子星 / 輻射輸送 / 多次元磁気流体計算 / スーパーコンピューティング

研究概要

本申請課題によりIDSA法という極めて効率の良い輻射輸送法を多次元流体計算に取り入れることで、世界に先駆けてニュートリノ加熱メカニズムで爆発する3次元の超新星モデルを発表することができた。爆発に際して放射される重力波、電磁波シグナルの観測可能性を精査したうえで、核燃焼の効果やニュートリノ自己相互作用の効果など、従来のスタンダードシナリオに囚われない新機軸の研究テーマも実行することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Gravitational wave signatures from low-mode spiral instabilities in rapidly rotating supernova cores (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuroda, Takami; Takiwaki, Tomoya; Kotake, Kei
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: Volume 89, Issue 4
  • DOI: 10.1103/PhysRevD.89.044011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Revisiting Impacts of Nuclear Burning for Reviving Weak Shocks in (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, Ko; Takiwaki, Tomoya; Kotake, Kei; Nishimura, Nobuya
  • 雑誌名: Neutrino-driven Supernovae, Astrophysical Journa 巻: 782, 91 ページ: 14
  • DOI: 10.1088/0004-637X/782/2/91
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple physical elements to determine the gravitational-wave signatures of core-collapse supernovae (2013)
  • 著者名/発表者名: Kotake, Kei
  • 雑誌名: Comptes rendus - Physique 巻: 14, 4 ページ: 4318-351
  • DOI: 10.1016/j.crhy.2013.01.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Colloquium : Multimessenger astronomy with gravitational waves and high-energy neutrinos (2013)
  • 著者名/発表者名: Ando, Shin'ichiro, et al (29人中24)
  • 雑誌名: Reviews of Modern Physics 巻: 85, 4 ページ: 1401-1420
  • DOI: 10.1103/RevModPhys.85.1401
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the Importance of the Equation of State for the Neutrino-driven Supernova Explosion Mechanism (2013)
  • 著者名/発表者名: Suwa, Yudai; Takiwaki, Tomoya; Kotake, Kei; Fischer, Tobias; Liebendörfer, Matthias; Sato, Katsuhiko
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 764, 99 ページ: 19
  • DOI: 10.1088/0004-637X/764/1/99
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Resistivity on Magnetized Core-collapse Supernovae (2013)
  • 著者名/発表者名: Sawai, H. ; Yamada, S. ;Kotake, K. ; Suzuki, H
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 764, 10 ページ: 38
  • DOI: 10.1088/0004-637X/764/1/10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local Simulations of the Magnetorotational Instability in Core-collapse Supernovae (2012)
  • 著者名/発表者名: Masada, Youhei; Takiwaki, Tomoya; Kotake, Kei; Sano, Takayoshi
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 759, 110 ページ: 11
  • DOI: 10.1088/0004-637X/759/2/110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Explosive Nucleosynthesis in Magnetohydrodynamical Jets from Collapsars. II --- Heavy-Element Nucleosynthesis of s, p, r-Processes (2012)
  • 著者名/発表者名: Ono, M. ; Hashimoto, M. ; Fujimoto, S. ; Kotake, K. ; Yamada, S
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics 巻: 128, No. 4(2012PThPh.128..741O) ページ: 741-765
  • 査読あり
• [雑誌論文] Core-collapse supernovae as supercomputing science: A status report toward six-dimensional simulations with exact Boltzmann neutrino transport in full general relativity (2012)
  • 著者名/発表者名: Kotake, Kei; Sumiyoshi, Kohsuke; Yamada, Shoichi; Takiwaki, Tomoya; Kuroda, Takami; Suwa, Yudai; Nagakura, Hiroki
  • 雑誌名: Progress of Theoretical and Experimental Physics 巻: 1 ページ: 01A301
  • DOI: 10.1093/ptep/pts009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gravitational Wave Signatures of Hyperaccreting Collapsar Disks (2012)
  • 著者名/発表者名: Kotake, Kei; Takiwaki, Tomoya; Harikae, Seiji
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 755, 84 ページ: 14
  • DOI: 10.1088/0004-637X/755/2/84
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fully General Relativistic Simulations of Core-collapse Supernovae with an Approximate Neutrino Transport (2012)
  • 著者名/発表者名: Kuroda, Takami; Kotake, Kei; Takiwaki, Tomoya
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 755, 11 ページ: 21
  • DOI: 10.1088/0004-637X/755/1/11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional Hydrodynamic Core-collapse Supernova Simulations for an 11.2 M⊙ Star with Spectral Neutrino Transport (2012)
  • 著者名/発表者名: Takiwaki, Tomoya; Kotake, Kei; Suwa, Yudai
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 749, 98 ページ: 17
  • DOI: 10.1088/0004-637X/749/2/98
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multimessengers from Core-Collapse Supernovae : Multidimensionality as a Key to Bridge Theory and Observation (2012)
  • 著者名/発表者名: Kotake, Kei; Takiwaki, Tomoya; Suwa, Yudai; Iwakami Nakano, Wakana; Kawagoe, Shio; Masada, Youhei; Fujimoto, Shin-ichiro
  • 雑誌名: Advances in Astronomy 巻: vol. 2012 ページ: 46
  • DOI: 10.1155/2012/428757
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Rotation on Stochasticity of GWs (2011)
  • 著者名/発表者名: Kotake Kei, Nakano-Iwakami Wakana, Naofumi Ohnishi
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 736. 124 ページ: 15
  • DOI: 10.1088/0004-637X/736/2/124
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gravitational Wave Signatures of Magnetohydrodynamically Driven Core-collapse Supernova Explosions (2011)
  • 著者名/発表者名: Takiwaki, Tomoya; Kotake, Kei
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 743, 30 ページ: 13
  • DOI: 10.1088/0004-637X/743/1/30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impacts of Collective Neutrino Oscillations on Core-collapse Supernova Explosions (2011)
  • 著者名/発表者名: Suwa, Yudai; Kotake, Kei; Takiwaki, Tomoya; Liebendörfer, Matthias; Sato, Katsuhiko
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 738, 165 ページ: 13
  • DOI: 10.1088/0004-637X/738/2/165
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Rotation on Stochasticity of Gravitational Waves in the Nonlinear Phase of Core-collapse Supernovae (2011)
  • 著者名/発表者名: Kotake, Kei; Iwakami-Nakano, Wakana; Ohnishi, Naofumi
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 124 ページ: 15
  • DOI: 10.1088/0004-637X/736/2/124
  • 査読あり
• [雑誌論文] Explosive Nucleosynthesis in Neutrino-driven SN (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto Shin-ichiro, Kotake Kei, Hashimoto, et al
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 738, 61 ページ: 15
  • DOI: 10.1088/0004-637X/738/1/61
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Investigation into Surface Temperature Distributions of High-B Pulsars
  • 著者名/発表者名: Yasutake, Nobutoshi; Kotake, Kei; Kutsuna, Masamichi; Shigeyama, Toshikazu
  • 雑誌名: PASJ 巻: (in press)
• [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
  • 年月日: 2014-03-28
  • 招待講演
• [学会発表] 多次元超新星モデルの現状と問題点 (2014)
  • 著者名/発表者名: 固武慶
  • 学会等名: 超新星研究会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2014-01-16
• [学会発表] Cutting-edge issues in core-collapse supernova theory (2013)
  • 著者名/発表者名: Kotake, Kei
  • 学会等名: Origin of Matter and Evolution of Galaxies (OMEG12)
  • 発表場所: エポカルつくば
  • 年月日: 2013-11-19
  • 招待講演
• [学会発表] Multi-D Core-Collapse Supernova Explosions and the Multi-Messenger Signatures (2013)
  • 著者名/発表者名: Kotake, Kei
  • 学会等名: Supernovae and Gamma-ray bursts in Kyoto
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] Explosion mechanism of core-collapse supernovae and the astrophysicalmulti-messengers (2013)
  • 著者名/発表者名: Kotake, Kei
  • 学会等名: 13th International Conference onTopics in Astroparticle and Underground Physics (TAUP)
  • 発表場所: Asilomar, California USA
  • 年月日: 2013-09-12
• [学会発表] Simulations of Core-Collapse Supernovae (2013)
  • 著者名/発表者名: Kotake, Kei
  • 学会等名: Inauguration symposium of Center of Nuclear Astrophysics
  • 発表場所: Jiao Tong University (上海交通大学), 中国
  • 年月日: 2013-05-31
  • 招待講演
• [学会発表] Current status of multi-D hydrodynamic simulations of core-collapse supernovae (2012)
  • 著者名/発表者名: Kotake Kei
  • 学会等名: NIC XII satellite workshop on r-process Nucleosynthesis
  • 発表場所: ケアンズ, オーストラリア
  • 年月日: 20120804-10
  • 招待講演
• [学会発表] Brainstorming on core-collapse supernova theory with perspectives toward multi-messenger astronomy (2012)
  • 著者名/発表者名: Kotake, Kei
  • 学会等名: Nuclear Theory program INT-12-2a, Core-Collapse Supernovae : Models and observable Signals
  • 発表場所: University of Washington, institute of nuclear theory
  • 年月日: 20120713-23
  • 招待講演
• [学会発表] Gravitational Waves from Core-Collapse Supernovae and Collapsars (2012)
  • 著者名/発表者名: Kotake Kei
  • 学会等名: Marcel Grossmann Meeting
  • 発表場所: ストックホルム
  • 年月日: 20120701-07
  • 招待講演
• [学会発表] From micro- to macrophyisical impacts on the mechanism of core-collapse supernovae (2012)
  • 著者名/発表者名: Kotake Kei
  • 学会等名: Modeling at the interface between nuclear physics and nuclear astrophysics
  • 発表場所: Beijing (Kavli 研究所)
  • 年月日: 20120617-22
  • 招待講演
• [学会発表] Fostering Core-Collapse Supernovae by General Relativity, 3D hydrodynamics, and anything else ? (2012)
  • 著者名/発表者名: Kotake Kei
  • 学会等名: CompStar2012
  • 発表場所: Tahiti
  • 年月日: 20120603-09
• [学会発表] 3D vs. GR : which one will help the onset of CCSN ? (2012)
  • 著者名/発表者名: Kotake Kei
  • 学会等名: 16th workshop on nuclear and astrophysics
  • 発表場所: Ringberg, Munich, Germany
  • 年月日: 20120326-30
• [学会発表] Cutting-edge issues in the theory of CCSN (2012)
  • 著者名/発表者名: Kotake Kei
  • 学会等名: IAU Symposium 279
  • 発表場所: 日光, 栃木県, 日光千姫ホテル
  • 年月日: 20120312-16
  • 招待講演
• [学会発表] Cutting-edge issues in CCSN modeling (2012)
  • 著者名/発表者名: Kotake Kei
  • 学会等名: Formations of compact objects
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 20120307-09
  • 招待講演
• [学会発表] 超新星爆発からのニュートリノと重力波 (2012)
  • 著者名/発表者名: 固武慶
  • 学会等名: 研究会「Multi-messenger Astronomy で迫るコンパクト天体」
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 20120223-24
  • 招待講演
• [学会発表] 超新星の物理 (2012)
  • 著者名/発表者名: 固武慶
  • 学会等名: 大阪市立大学アインシュタインの物理でリンクする研究・教育拠点 研究会
  • 発表場所: 滋賀県, 長浜市, サイクルセンター
  • 年月日: 20120218-21
  • 招待講演
• [学会発表] 京コンピュータによる超新星爆発シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 固武慶
  • 学会等名: 日本物理学会 : シンポジウム「動き出した京コンピュータと素粒子・原子核・宇宙の計算物理」
  • 発表場所: 京都産業大学
  • 年月日: 2012-09-11
  • 招待講演
• [学会発表] Multimessenger from CCSN (2011)
  • 著者名/発表者名: Kotake Kei
  • 学会等名: Microphysical probe into nuclear astrophysics
  • 発表場所: Institute of nuclear theory, アメリカ
  • 年月日: 20110716-24
  • 招待講演
• [学会発表] Microphysical recipes to energize CCSN (2011)
  • 著者名/発表者名: Kotake Kei
  • 学会等名: Microphysics in Computational Astrophysics
  • 発表場所: Perimeter institute, カナダ
  • 年月日: 20110620-25
  • 招待講演
• [学会発表] Multimessenger from CCSN (2011)
  • 著者名/発表者名: Kotake Kei
  • 学会等名: International symposium of symmetry energy
  • 発表場所: Smith college, Massachusetts, アメリカ
  • 年月日: 20110617-19
  • 招待講演
• [学会発表] 数値シミュレーションで迫る爆発天体のエンジン (2011)
  • 著者名/発表者名: 固武慶
  • 学会等名: 天文天体物理夏の学校
  • 発表場所: 愛知県, 蒲郡市, ホテルたつき
  • 年月日: 2011-08-01
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://www.cis.fukuoka-u.ac.jp/~kkotake/kotake.html