Theoretical study on the multi-dimensional supernova mechanism towards multi-messenger supernova observations

多维超新星机制多信使超新星观测的理论研究

基本信息

批准号：
22H01223
负责人：
固武慶
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Fukuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度の実績として、まず、超新星１９８７Aの親星として連星の効果を含んだ最新のモデルを用いて、空間3次元ニュートリノ輸送数値シミュレーションを行ったところ、衝撃波の失速後、ニュートリノ加熱により衝撃波が復活して、爆発に転じていく様子を再現することが出来た。ニュートリノ加熱により、対流が駆動され、特に、加熱領域による乱流が十分に発達している間に、シリコン酸素層が衝撃波に落下したタイミング(衝撃波への質量降着率が下がるため）と良い相関をもって、衝撃波が復活することがわかった。さらに爆発に伴う重力波、ニュートリノシグナルの定量的予測を行うこともできた。特に、重力波に関しては、重力波の周波数、強度解析を行うことで、原始中性子星の基準振動モードの検出が、銀河中心の超新星イベントに対して、LIGOをはじめとする現在稼働中に重力波の干渉計の検出限界内にあることを示すことが出来た。ニュートリノに関しては、スーパーカミオカンデをはじめとする検出器でのイベント数の定量的な予測も行うことが出来た。特に、本年度は、アキシオンと呼ばれる素粒子の効果を含んだ超新星研究に着手出来たことも特筆すべきである。アキシオン輸送の効果を近似的に取り込んだシステマティックなシミュレーションを行い、典型的な超新星の親星に対して、アキシオンの素粒子論的な性質を記述するアキシオンと物質の結合定数、アキシオンの質量に関して、従来の観測と無矛盾になるようなパラメータ領域を精査した。本研究成果を踏まえ、海外の超新星研究グループが、より詳細なパラメーター絞り込みの研究も報告された。このように、超新星を舞台としたアキシオンを中心に据えた素粒子天体物理学の研究に弾みを与えられたことも、本課題の研究成果と言える。

作为今年成就的一部分，我们首先使用最新模型进行了空间3D中微子传输数值模拟，其中包括二进制恒星作为Supernova 1987a的母星的效果，并能够重现冲击波失速后的情况，在冲击波失速之后，由于中性中微子的热量引起的冲击波恢复了爆炸，转化为爆炸，转化为爆炸。中微子加热驱动器对流，并且发现冲击波与时机恢复了，当硅氧层落入冲击波中时的时间良好相关（因为冲击波的质量吸积率降低了），而由于加热区域引起的湍流是充分发展的。此外，还可能对重力波和中微子信号的定量预测。特别是，关于引力波，通过对引力波的频率和强度进行分析，我们能够证明，原始中子星的参考振动模式的检测在当前的重力干涉仪的检测极限范围内，例如Ligo，例如Ligo，例如Galaxy中心的超级NOVA事件。关于中微子，我们能够定量预测超级kamiokande等检测器的事件数量。特别值得注意的是，今年我们能够开始研究超新星，其中包括称为轴的基本颗粒的效果。我们进行了一个系统的模拟，该模拟近似轴突转运的效果，并检查了与有关轴法的结合常数和描述轴法基本粒子特性的常规观察结果一致的参数区域，以及与常规观测值不符的轴法质量，对于典型超级诺夫的父级，这些轴法质量是不符的。根据这项研究的结果，外国超新星研究小组还报告了一项关于缩小参数的更详细的研究。该主题的这一研究结果还为基础粒子天体物理学的研究提供了动力，该研究围绕在超新星上的轴突围绕。

项目成果

期刊论文数量（29）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Magnetic support for neutrino-driven explosion of 3D non-rotating core-collapse supernova models

3D非旋转核心塌陷超新星模型中微子驱动爆炸的磁力支持

DOI：
10.1093/mnras/stac2335
发表时间：
2022
期刊：
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
影响因子：
4.8
作者：
Matsumoto Jin;Takiwaki Tomoya;Kotake Kei;Asahina Yuta;Takahashi Hiroyuki R.
通讯作者：
Takahashi Hiroyuki R.

Light Curves and Event Rates of Axion Instability Supernovae

轴子不稳定超新星的光曲线和事件率

DOI：
10.3847/1538-4357/acaaff
发表时间：
2023
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
0
作者：
Mori, Kanji;Moriya, Takashi J.;Takiwaki, Tomoya;Kotake, Kei;Horiuchi, Shunsaku;Blinnikov, Sergei I.
通讯作者：
Blinnikov, Sergei I.

ブロツワフ大学(ポーランド)

弗罗茨瓦夫大学（波兰）