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相対論的輻射媒介衝撃波の定常解に基づいた衝撃波ブレイクアウトの理論研究

基于相对论辐射介导冲击波稳态解的冲击波爆发理论研究

基本信息

批准号：
19K03878
负责人：
伊藤裕貴
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、光子とプラズマの相互作用が散逸過程を担っている相対論的輻射媒介衝撃波の第一原理計算に取り組んでいる。今年度は主に連星中性子星合体に伴い放出されるエジェクタに発生する衝撃波を対象にした計算を行った。これまで取り組んできた計算との違いは、衝撃波が伝搬するプラズマの組成として電子・陽子に加えて、新たにr過程によって生成された重元素の存在を考慮した点である。衝撃波の伝搬速度としては、光速度の25% からローレンツ因子10程度の範囲のものを考慮した。その結果、衝撃波の伝搬速度が光速度の５０％以下の場合においては、プラズマ内に多量のr 過程元素が存在している場合は、陽子・電子プラズマのみであった場合と比べて光子の生成率が上がるため、衝撃波の下流の温度が約10倍ほど低くなることが明らかになった。このことは、連星中性子星合体に伴うショックブレイクアウトの放射スペクトルの観測から、エジェクタ内のr過程元素の存在量を調べることが可能であることを示唆している。一方で、より光速に近い伝搬速度を持った衝撃波に関しては、衝撃波の内部に電子・陽電子が大量に発生するため、陽子・電子プラズマのみの場合と同程度の温度を示すことが明らかになった。また、ほぼ光速度で伝搬する衝撃波においては、バルクコンプトン効果によって高エネルギーの光子が発生するため、その光子によるr過程元素の光分解が発生する可能性も予想されていたが、本計算によってその効果は無視できることが定量的に示された。

This study では, photon とプラズマの interaction が consistently doing を bear っている phase theory of seaborne radiation media rushed calculation of the first principle of shock wave のにり group んでいる. Our は advocate に star Marco follini fit に with neutral い release されるエジェクタに発 raw する blunt shock wave を like に seaborne した count をった. これまで group take りんできた computing との violations いは, strong shock wave が伝 move するプラズマの composition として electronic, yoko に plus えて, new たに r process によって generated されのた heavy elements exist を consider した point である. The impulse wave <s:1> 伝, the moving speed とててと, the light speed of 25% らロらロレレ, the <s:1> て factor of 10, the degree of the <s:1> range 囲伝ををを consider the た. Youdaoplaceholder0 そ results, impact wave 伝 moving speed が light speed <e:1> below 50% <s:1> situations におてて, プラズ large amount <s:1> r in プラズに Process elements exist がしていはる occasions, yoko electronic プラズマのみであっとた occasion than べて photon の formation rate on ががるため, strong shock wave の obscene がの temperature about 10 times ほど low くなることが Ming らかになった. このことは, even the star Marco follini fit に with neutral うショックブレイクアウトの radiation スペクトルの観 measuring から, エジェクタの r process elements within のを the presence of adjustable べることが may であることを in stopping している. Side で, よにり light nearly い伝 move speed を hold った blunt shock wave に masato しては, strong shock wave の internal に, Yang electronic が large に発 raw するため, yoko electronic プラズマのみの occasions とをの temperature and shown the same extent すことが Ming らかになった. また, ほぼ light speed で伝 move する blunt shock wave においては, バルクコンプトン unseen fruit によって high エネルギーの photon が発 raw するため, その photon による r process elements の photolysis が発 raw するも likely to want to されていたが, this calculation によってその unseen fruit は ignore できることが quantitative に shown された.