Study of non-spherical core-collapse supernovae by the first principle calculation and nuclear physics

点击翻译按钮获取中文摘要

重い星の最期に起こる超新星爆発現象のメカニズム解明では、高温高密度物質におけるニュートリノ反応・伝播が鍵を握っている。ニュートリノによる加熱と対流などのダイナミクス計算は今まで近似手法で行われ、その不定性のため爆発の可否は未定である。本研究は、ニュートリノ輻射流体の厳密計算により非球対称超新星爆発メカニズムの本質を探り、最新の核物理による状態方程式を組み込み高温高密度物質の役割を確定することが目的である。2021年度は、高温高密度物質における原子核組成の違いがバウンス直後に起きる対流の発生へ与える影響が普遍的であるかを検証する研究を主に行った。初年度の比較に基づいて状態方程式の影響を探るための２次元軸対称超新星シミュレーション計算を新たに行った。整備済みである状態方程式データテーブルの活用により、一様核物質は同一であるが、原子核の混合組成の取り扱いが異なるセットを用いて、組成の違いに焦点をあてることとした。また、初期条件における擾乱の設定による違い、質量が異なる親星モデルによる差異を探るための追加モデル計算を行った。いずれも大規模な計算であるが、年度内に概ねの目標時刻までの計算を行なっており、計算結果データの解析を行なっている。この他、新たに構築した状態方程式データテーブルを用いた球対称計算により重力崩壊・バウンス・衝撃波伝播の影響を先行して探ることを行い、2次元軸対称計算の準備を行った。さらに、大質量星の重力崩壊や原始中性子星冷却シミュレーション計算のデータ解析により、非相対論的核子多体理論による状態方程式の影響についての分析、重力波の固有振動の特徴の解明、超新星ニュートリノの観測シグナルにおける状態方程式による違いの予測を行い、国際査読論文雑誌における出版を行った。