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2016 年度 実績報告書

星震学で探る中性子星物質の特性

研究課題

研究課題/領域番号 26800133
研究機関国立天文台

研究代表者

祖谷 元  国立天文台, 理論研究部, 特任助教 (70386720)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード中性子星 / 状態方程式 / 星震学
研究実績の概要

超新星爆発後に残される中性子星の内部密度は原子核標準密度を優に超えることから、中性子星物質に対する状態方程式は未だ決まっていない。地上実験を通して得られる情報は、原子核の飽和性から飽和密度付近に限られるので、中性子星観測はこのような高密度領域における状態方程式に制限を与える上で重要である。中性子星の表面付近の固体層(クラスト)とコア領域の境界密度はおよそ原子核飽和密度となるため、クラストに関わる現象は原子核飽和パラメータと密接に関わっていると考えられる。本研究では、軟ガンマ線リピーターでの巨大フレア現象の減衰過程で観測された準周期的振動をクラストでのズレ振動と同定することで原子核飽和パラメータに制限を与えることを目指す。特に、これまで考えてこなかったクラスト最深部の非球形原子核構造(パスタ構造)の効果を取り入れた解析を行った。ズレ振動を特徴付けるズレ弾性率は、パスタ層のうち板状核において非線形応答をするため、線形解析においては板状核の層は流体として振舞う。そのため、クラストでのズレ振動は板状核の領域を挟んで二つの領域で独立した振動になると考えらえる。広い範囲での中性子星のモデルを用いて、クラストでのズレ振動数を系統的に調べた結果、観測された準周期的振動数と比較することで原子核飽和パラメータへ制限を与えることに成功した。また、我々のシナリオが正しいとすると、パスタ構造の存在が初めて観測的に示されたことになる。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Probing nuclear bubble structure via neutron star asteroseismology2017

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani, Kei Iida, Kazuhiro Oyamatsu
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 464 ページ: 3101, 3107

    • DOI

      10.1093/mnras/stw2575

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of nuclear saturation parameters on a possible maximum mass of neutron stars2017

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 95 ページ: 025802-1, -5

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.95.025802

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Quark matter with strong magnetic field and possibility of the third family of compact stars2017

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani, Toshitaka Tatsumi
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 467 ページ: 1249, 1258

    • DOI

      10.1093/mnras/stx219

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Maximum mass limit of neutron stars in scalar-tensor gravity2017

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani, Kostas D. Kokkotas
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 95 ページ: 044032-1, -6

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.95.044032

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Low-mass neutron stars: universal relations, the nuclear symmetry energy and gravitational radiation2016

    • 著者名/発表者名
      Hector O. Silva, Hajime Sotani, Emanuele Berti
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 459 ページ: 4378, 4388

    • DOI

      10.1093/mnras/stw969

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Gravitational wave asteroseismology with protoneutron stars2016

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani, Tomoya Takiwaki
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 94 ページ: 044043-1, -11

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.94.044043

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 巨大フレア現象と中性子星における空孔相の痕跡2017

    • 著者名/発表者名
      祖谷元,飯田圭,親松和浩
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
  • [学会発表] Protoneutron star properties via gravitational wave asteroseismology2017

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      Quarks and Compact Stars 2017 (QCS2017)
    • 発表場所
      Kyoto University, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2017-02-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Gravitational waves from protoneutron stars2017

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      Testing Gravity 2017
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2017-01-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Probing the nuclear symmetry energy via neutron star asteroseismology2016

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      International Symposium on Neutron Star Matter (NSMAT2016)
    • 発表場所
      Tohoku University, Sendai, Japan
    • 年月日
      2016-11-23
    • 国際学会
  • [学会発表] Gravitational wave asteroseismology in protoneutron stars2016

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      NEB 17 - Recent Developments in Gravity
    • 発表場所
      Mykonos, Greece
    • 年月日
      2016-09-19
    • 国際学会
  • [学会発表] Scalar-gravitational waves from relativistic stars in scalar-tensor gravity2016

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      Gravitational Waves from modified gravity theories
    • 発表場所
      Athens, Greece
    • 年月日
      2016-09-15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gravitational waves of core-collapse supernova at post-bounce phase2016

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      21st International Conference on General Relativity and Gravitation (GR21)
    • 発表場所
      New York, USA
    • 年月日
      2016-07-13
    • 国際学会
  • [学会発表] Crustal torsional oscillations and nuclear symmetry energy2016

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      Nuclei in the Cosmos XIV (NIC2016)
    • 発表場所
      Toki Messe, Niigata, Japan
    • 年月日
      2016-06-22
    • 国際学会
  • [学会発表] Nuclear symmetry energy and crustal torsional oscillations in neutron stars2016

    • 著者名/発表者名
      Hajime Sotani
    • 学会等名
      6th International Symposium on Nuclear Symmetry Energy (NuSYM16)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2016-06-17
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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