Study of black hole-neutron star binary mergers in the era of multi-messenger astronomy

多信使天文学时代黑洞-中子星双星并合研究

• 批准号: 19K14720
• 负责人: 久徳 浩太郎
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K14720/
• 关键词: 宇宙物理; 重力波; 相対論; ブラックホール; 中性子星

この若手研究の本来の期間中に遂行する予定であり実際に遂行した研究課題の延長として、GW190425のように全質量が大きくブラックホール・中性子星連星か連星中性子星かの峻別が難しい系に対し、ニュートリノ・磁場を取り入れた一般相対論的シミュレーションを遂行している。目標は本来の計画と共通しており、2023年度から開始する重力波検出器ネットワークLIGO-Virgo-KAGRAのO4観測でも、またそれ以降の感度を向上させた観測でも期待されるGW190425に類似した重力波イベントに対し、電磁波を交えたマルチメッセンジャー観測によって連星の種類を峻別し、さらに系の具体的な情報をより正確に取り出すことである。そのために連星の合体後にどの程度の質量がどの程度の速度や中性子過剰度で放出され、さらにガンマ線バーストを駆動すると期待されるジェットが射出されるかを、合体前から合体後にかけて一貫した計算により調べている。今年度はGW190425に相当する連星中性子星に対し、物理時間にして合体後1秒までのシミュレーションを行い、物質放出ならびにジェット駆動の全体的な描像を導出し、それらの定量的な特徴も把握するに至った。今後は解像度を上げたシミュレーションも実行し、計算結果の収束性を筆頭に計算の妥当性を確認した上で、論文にまとめる予定である。他にも類似の計算を様々な系に対して共同研究者とともに遂行し、随時論文として公開・出版している。

If the original period of this research is carried out, the research project will be extended, GW190425 will be carried out, and the total mass will be large. The neutral satellite will be connected to the neutral satellite. The difference between the neutral satellite and the neutral satellite will be difficult. The magnetic field will be extracted from the general phase theory. The purpose of the original plan is to start the year 2023 with gravity wave detector, LIGO-Virgo-KAGRA O4 detector, and to increase the sensitivity of gravity wave detector, GW190425. The specific information is extracted correctly. After the merger, the degree of mass, the degree of speed, the degree of dispersion, the degree of movement, the expectation, the degree of emission, the degree of convergence, and the degree of convergence. This year, GW190425 is equivalent to the satellite neutral satellite, physical time, 1 second after the combination of the satellite motion, material emission, and all the images of the satellite motion are derived, and all the quantitative characteristics are grasped. In the future, the resolution of the paper will be improved, the convergence of the calculation results will be confirmed, and the correctness of the calculation will be determined. He is a co-researcher and a co-author.

项目成果

マックスプランク重力物理学研究所(ドイツ)

马克斯·普朗克引力物理研究所（德国）

Postmerger Mass Ejection of Low-mass Binary Neutron Stars

• DOI: 10.3847/1538-4357/abafc2
• 发表时间: 2020-07
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: S. Fujibayashi;S. Wanajo;K. Kiuchi;K. Kyutoku;Y. Sekiguchi;M. Shibata

r-process Enrichment in the Galactic Halo Characterized by Nucleosynthesis Variation in the Ejecta of Coalescing Neutron Star Binaries

• DOI: 10.3847/1538-4357/ab655c
• 发表时间: 2019-12
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: T. Tsujimoto;N. Nishimura;K. Kyutoku

Sub-radian-accuracy gravitational waves from coalescing binary neutron stars in numerical relativity. II. Systematic study on the equation of state, binary mass, and mass ratio

• DOI: 10.1103/physrevd.101.084006
• 发表时间: 2019-07
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: K. Kiuchi;K. Kawaguchi;K. Kyutoku;Y. Sekiguchi;M. Shibata

Comprehensive Study of Mass Ejection and Nucleosynthesis in Binary Neutron Star Mergers Leaving Short-lived Massive Neutron Stars

双中子星合并留下短命大质量中子星中质量抛射和核合成的综合研究

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac9ce0
• 发表时间: 2023
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Fujibayashi Sho;Kiuchi Kenta;Wanajo Shinya;Kyutoku Koutarou;Sekiguchi Yuichiro;Shibata Masaru
• 通讯作者: Shibata Masaru