重力波放出中の天体の内部構造の変化

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軸対称回転星の回転が高速になると、重力波を放出して内部運動で支えられる非軸対称形状へと変化する不安定性が指摘されている。実際、密度一様を仮定すると、マクロ-リン楕円体が三軸不等のデデキンド楕円体に分岐して行く平衡形状系列が在存する。したがって、重力波を放出することでデデキンド楕円体の系列に沿った変化が起きる。ところで、圧縮性ガスからなる星の場合には、線形安定性の解析から、非軸対称な形状へと分岐することが示されてきたが、軸対称から有限の変形をした内部運動によって示えられたデデキンド的な定常状態に関しては、存在するか否かがわかっていなかった。本研究では、ポリトロ-プの状態方程式を仮定した場合、内部運動のみで非軸対称形状を支えることができるか否かを調べるために、非軸対称な形状と速度場を求める計算機コ-ドを完成した。その際、計算を効率的に行ないしかも無駄をさけるため、星の表面の形状に合わせた座標系をとるという手法を開発した。さらに、運動方程式としては、その両立条件を用いることによって、重力の計算で精度がやや低下することを避けることができた。完成した計算コ-ドによって、実際にNをポリトロ-プ指数として、N=0.05,0.1といった圧縮性のある場合に流れで支えられた定常状態を求めることに成功した。圧縮性のあるデデキンド的な解が求められたのは世界で初めてのことである。この数値的な解法を利用することで、今後は圧縮性流体が重力波を放出しながらどのように進化していくかを計算できることになる。