2003 Fiscal Year Annual Research Report
連星中性子星における一般相対論的準平衡形状の数値的研究
Project/Area Number |
02J06898
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
谷口 敬介 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 特別研究員(PD)
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Keywords | 連星中性子星 / 重力波 / 一般相対論的準平衡形状 / 数値計算 / スペクトル法 |
Research Abstract |
連星中性子星の準定常段階において、アインシュタイン方程式を解いて連星系の時間発展を数値的に追う事により、軌道収縮速度や放出される重力波を求める事が本研究の最終目的である。この状況は、重力波放出による軌道収縮時間が軌道周期よりも十分長く、連星系が徐々に進化していくと近似できる。従って、連星系を直接時間発展させずに、連星中性子星のバリオン質量を固定した上で、いろいろな連星間距離での平衡解を求めて系列を構成する事により、連星系の進化をモデル化することができる。 本研究では、中性子星の状態方程式としてポリトロープを採用し、その断熱指数が1.8から3の間の値を取る場合について数値計算を行い、連星間距離が離れている時から合体直前までの系列を求めた。その結果の一つとして、ニュートン重力を用いた計算によって求められた連星系の平衡解の系列に、エネルギーの最小値が存在したならば、一般相対論的な数値計算結果でも存在すべきである、という興味深い示唆を得た。 更に、上で求めた一般相対論的準平衡解を初期データとして用い、動的合体数値シミュレーションも行った。その結果、質量が全く同じ星で構成された連星系の場合と違い、非等質量星で構成されている場合は、合体後に中心に形成されるブラックホールの周りにできる降着円板の質量の割合が大きくなることが分った。 また、本研究の最終目標である、連星中性子星の準定常段階における時間発展を数値的に追うためのスペクトル法による数値計算コード開発も進展し、現在までのところ論文発表には至っていないが、2次元定常解を求めることができるようになっている。
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Research Products
(2 results)
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[Publications] Masaru Shibata: "Merger of binary neutron stars of unequal mass in full general relativity"Physical Review D. 68. 084020 (2003)
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[Publications] Keisuke Taniguchi: "Various features of quasiequilibrium sequences of binary neutron stars in general relativity"Physical Review D. 68. 124025 (2003)