Exploration of the neutron star formation processes by the first-principle type supernova simulations

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本研究は、超新星爆発を経て中性子星が生まれる過程を第一原理的、つまり一般相対論的かつボルツマン方程式に基づくニュートリノ輸送シミュレーションで解明することを目指すものである。具体的には、ニュートリノ用のボルツマンコード、流体力学方程式を解く流体コード、重力のためにアインシュタイン方程式を解く数値相対論コードから構成されるシミュレーションコードを開発し、それを用いた星の重力崩壊シミュレーションを行う。初年度にはそのコードを開発を進めつつ、比較用の非相対論的なシミュレーションを様々な角度から分析した。第二年度においては、開発したコードを実行し、中性子星の安定性やブラックホールの形成過程など、いくつかのテスト計算を進めて、開発したコードに混入していた問題や、初期条件を設定するための方法など、実際のシミュレーションを進める上で重要な課題となるものを解決した。また、超新星爆発と中性子星形成の過程を調べる上では、観測的なアプローチも欠かせない。そのために、本課題の一環として、将来観測されるであろうスーパー/ハイパーカミオカンデでの超新星ニュートリノデータを解析するための公開コードを開発した。これは中性子星形成過程の超新星の物理量を大まかに推定するものであり、将来実際に超新星ニュートリノが観測された暁には、このコードで推定された物理量を与えるような設定のもとで本研究のシミュレーションモデルを多数構築し、観測を説明できる最良のモデルを効率的に探せるようになる。