General relativistic rotating stars for evolution in the Lagrangian description

拉格朗日描述中广义相对论旋转星的演化

• 批准号: 20K03953
• 负责人: 大川 博督
• 金额: $ 1.75万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K03953/
• 关键词: 相対論的回転星; 非線形連立方程式; 星の進化; ラグランジュ的定式化; 星の進化計算; 非線形連立方程式の解法; 一般相対論; 数値計算

本研究は、超新星爆発後に誕生する原始中性子星がニュートリノ放射による冷却によって縮み、10km程度の中性子星になるまでの段階を対象とする。この段階では冷却のタイムスケールが流体のダイナミカルタイムスケールよりも圧倒的に長いため、ニュートリノ放射による組成の変化は直ちに別の平衡状態を作り出す、つまり平衡形状の進化として準静的取り扱いが可能となる。昨年度までの研究において、既存のオイラー座標における平衡形状の構築手法とは異なり、新しい非線形ソルバー(W4法)を用いて任意の角運動量分布やエントロピー分布によるラグランジュ的な平衡形状の構築方法を提案した。そして計算コストを低減するW4法の新たな行列分解や流体の釣り合い式を効率的に解くSlice-Shooting法、進化計算に適した相対論的角運動量を固定して得られる平衡形状を具体的に示した。さらに、ニュートリノ放射がどのように平衡形状を変化させるかを相対論的な保存則から示し、既存のオイラー的取り扱いと新たなラグランジュ的取り扱いによって進化がどの程度異なるかを定量的に見積もった。以上を合わせ論文として天文系の国際誌Monthly Notices of the Royal Astronomical Societyに掲載した。また、新しい非線形連立方程式の解法であるW4法は、無回転中性子星の平衡形状の具体例とともに応用数学系の国際誌Applied Numerical Mathematicsに掲載することができた。

In this study, after the supernova burst, we gave birth to the original neutral star, the original neutral star, the radiation, the cooling, the 10km level, the neutral star, the image. In order to improve the stability of the balance, it is possible to change the temperature of the fluid, the temperature, the temperature and the temperature. Last year, we studied the balance of the shape and proposed the method of balancing the shape using the method of W4 (method W4). In this paper, we use the Slice-Shooting method to calculate the solution of the fluid flow rate, and to calculate the angular momentum of the phase theory to obtain a specific indication of the balance shape of the new method. The effect of radiation on the balance of the shape is very important. In this paper, the saving policy is displayed in the discussion of the balance of the shape. The excercise of the existing one is different from that of the existing one. The above articles are related to the Department of Astronomy, International Journal of Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. To solve the non-linear link cube program, the W4 method and the neutral sub-star balance shape method are used in the Department of Mathematics, International Journal of Applied Numerical Mathematics, International Journal of Mathematics.

项目成果

Relativistic rotating stars in the Lagrangian formulation by the W4 method

W4 方法拉格朗日公式中的相对论旋转星

• 发表时间: 2022
• 作者: 伊東 駿;江幡 修一郎;吉永 尚孝;梅谷 篤史;Hirotada Okawa
• 通讯作者: Hirotada Okawa

Instituto Superior Tecnico(ポルトガル)

高等技术学院（葡萄牙）

新しい非線形連立方程式の解法(W4法)を用いた非線形楕円型方程式の解析手法の確立

使用求解联立非线性方程的新方法（W4法）建立非线性椭圆方程的分析方法

• 发表时间: 2021
• 作者: 相川 優;森田 健;吉村 恒太;大川博督
• 通讯作者: 大川博督

The W4 method: a new multi-dimensional root-finding scheme for nonlinear systems of equations

• DOI: 10.1016/j.apnum.2022.08.019
• 发表时间: 2018-09
• 期刊: ArXiv
• 作者: Hirotada Okawa;K. Fujisawa;Yu Yamamoto;R. Hirai;N. Yasutake;H. Nagakura;S. Yamada

”ラグランジュ描像にお ける相対論的回転星の進化”

“拉格朗日图中相对论旋转恒星的演化”

• 发表时间: 2021
• 作者: 大川博督;藤澤幸太郎;安武伸俊;小形美沙;山本佑;山田章一
• 通讯作者: 山田章一