高エントロピーの大質量星中心核の重力崩壊とガンマ線バースト

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23740160
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 関口 雄一郎 京都大学, 基礎物理学研究所, 研究員 (50531779)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 理論天文学 / 宇宙物理 / ガンマ線バースト

研究概要

大質量星中心核の重力崩壊の結果形成される、ブラックホールと降着円盤からなる系はその起源が未解明である宇宙最大規模の爆発現象、ガンマ線バーストの中心動力源の候補として有力視されている。最新の観測と恒星進化理論に基づき、高エントロピー中心核の重力崩壊がガンマ線バーストを起こすという独自の仮説を立て、そのもとで、重力崩壊によってブラックホールが形成される過程を数値相対論シミュレーションによって理論的に精査した。その結果、この仮説に基づけばガンマ線バーストを起こすことが可能であることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Radioactively Powered Emission from Black Hole-Neutron Star Mergers (2014)
  • 著者名/発表者名: Masaomi Tanaka, Kenta Hotokezaka, Koutarou Kyutoku, Shinya Wanajo, Kenta Kiuchi, Yuichiro Sekiguchi, and Masaru Shibata
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 780 ページ: 31
• [雑誌論文] Jet Collimation in the Ejecta of Double Neutron Star Mergers : A New Canonical Picture of Short Gamma-Ray Burst (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Nagakura, Kenta Hotokezaka, Yuichiro Sekiguchi, and Masaru Shibata
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 784 ページ: L28
• [雑誌論文] The mass ejection from the merger of binary neutron stars (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenta Hotokezaka, Kenta Kiuchi, Koutarou Kyutoku, Hirotada Okawa, Yuichiro Sekiguchi, Masaru Shibata, Keisuke Taniguchi
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 87 ページ: 024001
• [雑誌論文] Explicit-Implicit Scheme for Relativistic Radiation Hydrodynamics (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Takahashi, Ken Ohsuga, Yuichiro Sekiguchi, Tsuyoshi Inoue, Kengo Tomida
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 864 ページ: 122
• [雑誌論文] Remnant massive neutron stars of binary neutron star mergers : Evolution process and gravitational waveform (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenta Hotokezaka, Kenta Kiuchi, Koutarou Kyutoku, Takayuki Muranushi, Yuichiro Sekiguchi, Masaru Shibata, Keisuke Taniguchi
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 88 ページ: 044026
• [雑誌論文] Progenitor models of the electromagnetic transient associated with the short GRB 130603B (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenta Hotokezaka, Koutarou Kyutoku, Masaomi Tanaka, Kenta Kiuchi, Yuichiro Sekiguchi, Masaru Shibata, and Shinya Wanajo
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 778 ページ: L16
• [雑誌論文] Magnetized Binary Neutron Star Merger Simulations (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenta Kiuchi, Koutarou Kyutoku, Kenta Hotokezaka, Yuichiro Sekiguchi, and Masaru Shibata
  • 雑誌名: Astronomical Society of the Pacific 巻: 474 ページ: 84
• [雑誌論文] Radiation Magnetohydrodynamics for Black Hole-Torus System in Full General Relativity : A Step toward Physical Simulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Masaru Shibata and Yuichiro Sekiguchi
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics 巻: 127 ページ: 535
• [雑誌論文] Current Status of Numerical-Relativity Simulations in Kyoto (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi, Kenta Kiuchi, Koutarou Kyutoku, and Masaru Shibata
  • 雑誌名: Progress of Theoretical and Experimental Physics 巻: 01 ページ: A304
• [雑誌論文] Gravitational waves, neutrino emissions and effects of hyperons in binary neutron star mergers (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenta Kiuchi, Yuichiro Sekiguchi, Koutarou Kyutoku, and Masaru Shibata
  • 雑誌名: Classical and Quantum Gravity 巻: 29 ページ: 124003
• [雑誌論文] Physical Simulations for the Merger of Binary Neutron Stars in General Relativity (2012)
  • 著者名/発表者名: Masaru Shibata, Kenta Kiuchi, Koutarou Kyutoku, and Yuichiro Sekiguchi
  • 雑誌名: ASP Conference Proceedings 巻: Vol.453 ページ: 161
• [雑誌論文] Gravitational Waves and Neutrino Emissions from the Merger of Binary Neutron Stars (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenta Kiuchi, Yuichiro Sekiguchi, Koutarou Kyutoku, and Masaru Shibata
  • 雑誌名: ASP Conference Series 巻: Vol.459 ページ: 85
• [雑誌論文] Truncated Moment Formalism for Radiation Hydrodynamics in Numerical Relativity (2011)
  • 著者名/発表者名: Masaru Shibata, Kenta Kiuchi, Yuichiro Sekiguchi, and Yudai Suwa
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics 巻: 125 ページ: 1255
• [雑誌論文] Formation of black hole and accretion disk in collapsar (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi and Masaru Shibata
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 737 ページ: 6
• [雑誌論文] Gravitational waves and neutrino emission from the merger of binary neutron stars (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi, Kenta Kiuchi, Koutarou Kyutoku, and Masaru Shibata
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 107 ページ: 051102
• [雑誌論文] Collapse of rotating very massive stellar core to a black hole and a disk (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 314 ページ: 012076
• [雑誌論文] Effects of hyperons in binary neutron star mergers (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi, Kenta Kiuchi, Koutarou Kyutoku, and Masaru Shibata
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 107 ページ: 211101
• [学会発表] 連星中性子星の合体とR過程元素合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 関口雄一郎
  • 学会等名: 新学術領域「素核宇宙融合による計算科学に基づいた重層的物質構造の解明」のまとめと今後を語る研究会
  • 発表場所: 鳴子温泉 旅館すがわら
  • 年月日: 20131219-21
• [学会発表] Binary Neutron Star Merger and Equation of State (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi
  • 学会等名: JUSTIPEN-JUSEIPEN Workshop Riken
  • 発表場所: Japan
  • 年月日: 20131209-12
• [学会発表] Binary neutron star merger with a 'soft' equation of state and r-proces (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi
  • 学会等名: CoCoNuT Meeting 2013 Observatoire de Paris-Meudon
  • 発表場所: Paris
  • 年月日: 20131204-06
• [学会発表] Neutrinos and Gravitational Waves from GRBs (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi
  • 学会等名: Supernovae and Gamma-Ray Bursts in Kyoto 2013
  • 発表場所: Yukawa Institute for Theoretical Physics
  • 年月日: 20131014-15
• [学会発表] Radiation-Hydrodynamics simulations in Kyoto group (2013)
  • 著者名/発表者名: 関口雄一郎
  • 学会等名: MICRA2013 ETC
  • 発表場所: Trento, Itary
  • 年月日: 20130922-27
• [学会発表] 天文シミュレーションにおける状態方程式 (2013)
  • 著者名/発表者名: 関口雄一郎
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 高知大学
  • 年月日: 20130920-23
• [学会発表] コンパクト天体連星合体シミュレーションに向けた一般相対論的ニュートリノ輻射流体コードの開発(1) (2013)
  • 著者名/発表者名: 関口雄一郎
  • 学会等名: 日本天文学会2013年秋季年会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 20130910-12
• [学会発表] Foundations of numerical hydrodynamics (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi
  • 学会等名: 2013 International School on Numerical Relativity and Gravitational Waves
  • 発表場所: APCTP, Pohang, Korea
  • 年月日: 20130803-10
  • 招待講演
• [学会発表] Binary Neutron Star Merger in Numerical Relativity : current status and future prospect (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi
  • 学会等名: 2013 International School on Numerical Relativity and Gravitational Waves
  • 発表場所: APCTP, Pohang, Korea
  • 年月日: 20130803-10
  • 招待講演
• [学会発表] Electromagnetic counterparts of compact binary mergers (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi
  • 学会等名: KAGRA face to face meeting
  • 発表場所: University of Toyama
  • 年月日: 20130801-03
  • 招待講演
• [学会発表] General Relativistic Neturino Radiation Hydrodynamics Simulations : Formulations and Applications (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi
  • 学会等名: 20th International Conference on General Relativity and Gravitation
  • 発表場所: Uniwersytet Warszawski, Warsaw, Poland
  • 年月日: 20130707-13
• [学会発表] Radiation-Hydrodynamics Simulations in Numerical Relativity (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi
  • 学会等名: YKIS2013 Gravitaional Waves
  • 発表場所: Yukawa Institute for Theoretical Physics
  • 年月日: 20130603-07
• [学会発表] 一般相対論的ν輻射流体シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 関口雄一郎
  • 学会等名: 第25回理論懇シンポジウム : 計算宇宙物理学の新展開
  • 発表場所: つくばエポカル
  • 年月日: 20121222-24
• [学会発表] 大質量星の重力崩壊とγ線バースト (2012)
  • 著者名/発表者名: 関口雄一郎
  • 学会等名: γ線バースト研究会
  • 発表場所: 石川県文教会館
  • 年月日: 20121128-30
• [学会発表] General relativistic neutrino-radiation (magneto-) hydrodynamics simulations : Formulations and applications (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi
  • 学会等名: Conference on Computational Physics
  • 発表場所: Nichii Gakkan
  • 年月日: 20121014-18
• [学会発表] NSE に基づく電子捕獲反応率を用いた大質量星の重力崩壊 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関口雄一郎
  • 学会等名: 日本天文学会2012年秋季年会
  • 発表場所: 大分大学
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] 大質量星重力崩壊の一般相対論的ニュートリノ輻射輸送シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 関口雄一郎, 柴田大
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 京都産業大学
  • 年月日: 20120911-14
• [学会発表] Implementation of nuclear-theory based EOS and neutrino physics in numerical relativity simulations (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi
  • 学会等名: KISTI workshop
  • 発表場所: Pusan, Korea
  • 年月日: 20120712-14
  • 招待講演
• [学会発表] Neutrino vs. Magnetic driven jet (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi
  • 学会等名: Connecting the Electromagnetic and Gravitational Wave Skies in the Era of Advanced LIGO
  • 発表場所: Princeton University
  • 年月日: 20120430-0504
  • 招待講演
• [学会発表] Effects of Hyperons in Binary Neutron Star Merger (2012)
  • 著者名/発表者名: 関口雄一郎
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 20120324-27
• [学会発表] BH-Disk 系の一般相対論的ν 輻射磁気流体力学シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 関口雄一郎
  • 学会等名: 日本天文学会2012年春季年会
  • 発表場所: 龍谷大学
  • 年月日: 20120319-22
• [学会発表] Formation and Evolution of Black Hole and Accretion Disk in Collapse of Massive Stellar Cores (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi
  • 学会等名: IAU Symposium 279, Death of Massive Stars : Supernovae and Gamma-Ray Bursts
  • 発表場所: Hotel Nikko Senhime Monogatari, Nikko, Japan
  • 年月日: 20120312-16
• [学会発表] Central Engine of GRBs : Progenitors, Models, and Simulations (2012)
  • 著者名/発表者名: 関口雄一郎
  • 学会等名: ガンマ線バーストで読み解く太古の宇宙
  • 発表場所: 東京工業大
  • 年月日: 20120206-08
  • 招待講演
• [学会発表] Formation and Evolution of Black Hole and Accretion Disk in Collapse of Massive Stellar Cores (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi
  • 学会等名: Formations of Compact Objects : from the cradle to the grave
  • 発表場所: Waseda University
  • 年月日: 2012-03-09
• [学会発表] ブラックホールを作る : 大質量星の重力崩壊の数値相対論シミュレーションの現状報告 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関口雄一郎
  • 学会等名: HPCI戦略プログラム分野5「物質と宇宙の起源と構造」全体シンポジウム
  • 発表場所: 秋葉原コンベンションホール
  • 年月日: 2012-03-08
• [学会発表] 大質量星の重力崩壊におけるブラックホール形成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 関口雄一郎
  • 学会等名: 超新星爆発と数値シミュレーション
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所
  • 年月日: 20111226-28
  • 招待講演
• [学会発表] Effects of Hyperons in Binary Neutron Star Merger (2011)
  • 著者名/発表者名: 関口雄一郎
  • 学会等名: 素核宇融合による計算基礎物理学の進展 ミクロとマクロのかけ橋の構築
  • 発表場所: 合歓の里
  • 年月日: 20111203-05
• [学会発表] Black Hole Formation in Stellar Core Collapse (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi
  • 学会等名: Black Holes : New Horizons
  • 発表場所: Banff centre, Canada
  • 年月日: 20111120-25
• [学会発表] 数値相対論シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 関口雄一郎
  • 学会等名: 第24回理論懇シンポジウム
  • 発表場所: 国立天文台
  • 年月日: 20111105-07
  • 招待講演
• [学会発表] Implementation of nuclear-theory based EOS and neutrino physics in numerical relativity simulations (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi
  • 学会等名: WCU special lectures of EoS in Numerical Relativity Hangyang University
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20111012-13
  • 招待講演
• [学会発表] Effects of hyperons in binary neutron star mergers (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi
  • 学会等名: The 21th workshop on General relativity and Gravitation in Japan
  • 発表場所: Tohoku University
  • 年月日: 20110926-29
• [学会発表] 種族III星コアの重力崩壊によるブラックホール降着円盤系の形成と進化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 関口雄一郎
  • 学会等名: 日本天文学会2011年秋季年会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 20110919-22
• [学会発表] Gravitational Waves and Neutrino Emission from the Merger of Binary Neutron Stars (2011)
  • 著者名/発表者名: 関口雄一郎, 木内建太, 久徳浩太郎, 柴田大
  • 学会等名: 2011年日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 弘前大
  • 年月日: 20110916-19
• [学会発表] Introduction to 3+1 and BSSN formulation in numerical relativity (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Sekiguchi
  • 学会等名: 2011 International School on Numerical Relativity and Gravitation, APCTP
  • 発表場所: Pohan, Korea
  • 年月日: 20110727-29
  • 招待講演