2003 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
02J00927
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
西條 統之 京都大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(PD)
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Keywords | 相対論 / フォーマル・フラット近似 / 高速回転星 / 星の動的不安定 / 動力崩壊 / 動力波 / 流体力学 / 数値シミュレーション |
Research Abstract |
1,超高速回転星の重力崩壊 我々は回転する超大質量星の重力崩壊を,相対論におけるコンフォーマル・フラット時空の近似の元で(3+1)形式で流体動力学シミュレーションを行った.我々はq=J/M^2? 1(Jは系の総角運動量,Mは系の総質量エネルギー)の差動回転する超大質量星を,動径摂動に対して不安定性が発生する開始半径からコンフォーマル・フラット近似が破綻する半径まで時間発展を追った.我々は超大質量星の中心核の最終状態に焦点を置くべく,中心核の計算の解像度を維持するために,計算領域を重力崩壊が進むにつれて絞り込んだ.我々は,q>1の動経摂動に対して不安定な星は,重力崩壊してq<1のブラックホールを形成する示唆が得られた.この系でq>1のブラックホールが形成されない主な要因は,大部分の角運動量が星の表面に留まることにある.我々はさらに,重力崩壊は凝集していて,十分な質量をもつディスクや棒状の構造を形成することなしに超大質量ブラックホールを形成する示唆を得た.非軸対称星の変形を伴わないため,この大質量星の重力崩壊はバースト的な重力波と準周期的な重力波を放出し、それらはLISAで観測できる有望な重力波源であることを示した. 2,差動回転星の渦状不安定性 我々は差動回転星の渦状モードの動的不安定性をニュートン重力場中,および相対論におけるコンフォーマル・フラツト時空の近似の元で研究した.この不安定性はトーラス構造を持つ星でかつ,星の状態方程式が柔らかく,星の差動回転の度合いが強い場合に発生することが知られているが,我々はこの渦状の不安定性がCorotation resonanceによるものであることを実証した.我々はまた,この渦状の不安定性が相対論的な星においても発生することをシミュレーションで示した.この帰結は,不安定性の発生要因がCorotation resonanceであることを支持するものである.この不安定性は星のトーラス構造を壊す方向に働くため,棒状の構造を生み出すm=2の不安定モードのように不安定性が持続することはなく,トーラス構造が破壊されるにしたがって減衰する.したがって,重力波の波形は波束型になり,その典型的な振動数は星の中心の回転の振動数に相当する.
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Research Products
(6 results)
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[Publications] M.Saijo et al.: "One-Armed Spiral Instability in Differentially Rotating Stars"The Astrophysical Journal. 595. 352 (2003)
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[Publications] M.Saijo: "One-Armed spiral instability in differentially rotating stars"Proceedings of the 28th International Cosmic Ray Conference. 3041 (2003)
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[Publications] M.Saijo et al.: "One-Armed spiral instability in differentially rotating stars"Proceedings of the Twelfth Workshop in General Relativity and Gravitation. 355 (2003)
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[Publications] M.Saijo: "Collapse of differentially rotating supermassive stars"重力波物理学冬の学校集録. (in press). (2004)
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[Publications] M.Saijo: "Collapse of differentially rotating supermassive stars"Proceedings of the thirteenth workshop in General Relativity and Gravitation. (印刷中). (2004)
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[Publications] M.Saijo: "Collapse of differentially rotating supermassive star"Proceedings of the Tenth Marcel Grossmann Meeting on General Relativity. (印刷中). (2004)