高速回転する超コンパクト天体とその極近傍における物理過程の理論的研究

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電波や重力波の観測技術の目覚ましい発展により可能となったブラックホール候補天体の観測的研究が現実のものとなった今、その近傍の物理現象の理論的な研究はその重要性を増している。しかし我々がブラックホールを直接観測しその存在を確認することはできない。我々が観測できるのは永遠に重力崩壊を続ける超コンパクト天体か、重力崩壊をやめて定常になったコンパクト天体の周りの時空構造である。本研究の目的はその超コンパクト天体近傍の物理的情報をどのように引き出すのかを理論的に明らかにらかにすることである。具体的には以下の通りである。Superspinar は Gimon と Horava によって提案された仮想的な高速回転している超コンパクト天体であり、その外部は Kerr bound を超える角運動量を持つ事象の地平線を持たない Kerr 計量で記述される。この天体は、超弦理論的な効果によっ平衡形状が保たれていると考えられており、もしその存在が確認されれば、超弦理論の正当性を強く示唆する。Superspinar の外部にはエルゴ圏が存在し、それが原因で不安定性が存在すると予想されており、その予想の成否を確認した先行研究が存在するが、Superspinar の表面での境界条件の設定に不備があった。そもそも Superspinar 自身の性質が明確ではないので、本研究ではSuperspinar の安定性とその表面の境界条件との関係を明らかにすることを目的として研究を進めた。もう一つは21年度から続けているグラバスターの形成過程で生成される量子論的な放射の解析をさらに進めた。今年度は昨年度解析を進めた重力崩壊モデルではなく、静的な星の突然の相転移によってグラバスターが形成されるモデルを解析し、ブラックホールの形成過程で生成される Hawking 放射を伴わない量子論的な放射に関する研究を進めた。