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３次元流体シミュレーションで解き明かす超高速度白色矮星とIa型超新星の起源

通过 3D 流体模拟揭示超高速白矮星和 Ia 型超新星的起源

基本信息

批准号：
19K03907
负责人：
谷川衝
金额：
$ 2.75万
依托单位：
The University of Tokyo
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

白色矮星の熱核爆発に関する数値研究を３件行った。１つ目はこれまで行ってきたIa型超新星爆発の有力モデルの１つであるD6モデルの超新星残骸に関する数値計算である。D6モデルでは、重い白色矮星が爆発し軽い白色矮星は生き残る。生き残った白色矮星は爆発噴出物の障害物の役割を果たすため、D6モデルの爆発噴出物は非球対称な形状を持つことになる。この非球対称な形状が超新星残骸になる過程で消えるかどうかを調べた。その結果、数千年間はそのような形状が残ることが明らかとなった。今後は近傍のIa型超新星残骸にこのような形状が残っているかどうか調べることが重要になる。２つ目はIa型超新星のように輝くと予想される中間質量ブラックホールによる白色矮星の潮汐破壊がどれだけ起こるかを探る研究である。これまで0.6太陽質量程度の軽い白色矮星が精力的に調べられてきた。これはこのような白色矮星が最も多いからである。しかし、今回の研究で多く1太陽質量程度の重い白色矮星の潮汐破壊の発生率が0.6太陽質量の場合とほとんど変わらないことが明らかになった。これは白色矮星の潮汐破壊の探査を考え直す必要があることを示している。今後は1太陽質量程度の重い白色矮星の潮汐破壊の観測的特徴を徹底的に調べる。３つ目は２つの白色矮星が合体する際の重力波観測に備えた研究である。日本独自の重力は宇宙望遠鏡であるDECIGOは白色矮星の合体に感度が高い。DECIGOの運用期間中に10Mpc以内の距離で起こるIa型超新星を4-5回程度受けることができる。我々は、もしこれらのIa型超新星の原因が白色矮星の合体であるならば、DECIGOは２つの白色矮星の質量を0.1太陽質量以下の精度で決定できることを明らかにした。これはIa型超新星の親星という長年の問題に終止符が打てる可能性を示している。

A three-part numerical study of thermonuclear explosions of white dwarfs 1. Calculation of the numerical value of the supernova remnant of Type Ia supernovae D6 White dwarf stars are produced with explosive ejections of different shapes and sizes. The shape of the non-spherical supernova remnant is changed. The result is that thousands of years have passed since then. In the future, the shape of nearby Type Ia supernova remnants will be important. 2. Study on the Tidal Breakthrough of White Dwarfs The white dwarf star has a mass of 0.6 and its energy is modulated. White dwarfs are the most common. The occurrence rate of tidal breaks of white dwarfs with a solar mass of 0.6 is studied in this paper. It is necessary to investigate the tidal break of white dwarf stars In the future, the characteristics of tidal breaks of white dwarfs with heavy solar masses will be thoroughly adjusted. 3. The gravity wave measurements of white dwarfs and their combinations are studied. Japan's independent gravity telescope DECIGO has a high sensitivity to white dwarfs. DECIGO's operating period is within 10Mpc of the distance from the type Ia supernova to 4-5 cycles. The reason for Type Ia supernovae is that the mass of white dwarfs is less than 0.1 solar mass. The problem of termination of type Ia supernovae and their parent stars is shown in the following table.