高速回転する大質量星の重力崩壊に伴うブラックホームとディスクからなる系の形成

由于快速旋转的大质量恒星的引力塌缩，形成了一个由黑色家园和圆盘组成的系统

• 批准号: 15037204
• 负责人: 柴田 大
• 金额: $ 1.79万
• 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 on Priority Areas
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15037204/
• 关键词: ブラックホール; 相対論; 中性子星; 重力波; ガンマ線バースト; 重力崩壊; 一般相対論

ブラックホールの形成条件や形成過程を明らかにすることは、宇宙物理学における最重要問題の1つである。本研究では、高速回転する大質量星がブラックホール形成する条件を明らかにすることを目的とした。また中性子星が形成される場合に関しては、放射される重力波の波形を求めることを目的とした。研究は、一般相対論的数値流体シミュレーションを行なって進めた。主に軸対称を仮定したシミュレーションを実行した。そして、以下のような結果を得た。(1)鉄のコアが回転しておらず、またその質量が、中性子星の最大質量の1.3〜1.4倍以上の時、ブラックホールが瞬時に形成される。(2)角運動量が増加するほどブラックホールは形成され難くなる。仮に鉄のコアが初期に剛体回転しているとすれば、閾値は最大で20%ほど上昇する。(3)状態方程式にも、閾値は依存する。特に中性子核に移行する密度が小さいほど、閾値は大きくなり、ブラックホール形成が妨げられる。(4)中性子星が形成される場合、発生する衝撃波の形状や放射される重力波の波形は、状態方程式に非常に強く依存する。(5)鉄のコアが初期に剛体回転していて、ブラックホールが形成される場合、コアの質量の10%程度がブラックホール周りのディスクとなる。なお得られた結果はすでに1偏は論文として発表されている。それ以外にも、高速回転する大質量星が重力崩壊し中性子星を形成する場合に、非軸対称不安定性を引き起こす条件を空間3次元のシミュレーションにより明らかにし、論文に発表した。

The most important problem in cosmic physics is the formation conditions and formation process. This study aims to clarify the conditions for the formation of high-quality stars with high speed and high speed. When neutral stars are formed, the wave shape of gravity waves is determined. Study on the numerical value of fluid in general The main axis is fixed and the main axis is fixed. The following results were obtained. (1)Iron is formed instantaneously when the maximum mass of the neutral star is 1.3 ~ 1.4 times or more. (2)Angular movement increases and increases. The threshold value of the iron is increased by 20% at the initial stage of rigid body rotation. (3)Equation of state, threshold dependence. In particular, the density of migration of nuclei in the middle is small, the threshold value is large, and the formation of nuclei is harmful. (4)The conditions for the formation of neutral stars, the shape and radiation of shock waves, the waveform of gravity waves, and the equation of state are strongly dependent. (5)In the initial stage of iron loss, rigid body return is formed, and the mass of iron loss is 10% The result is that the number of people who have died is less than 1. In the case of gravity collapse and neutral star formation, the non-symmetrical instability is caused by the three-dimensional space separation.

项目成果

Stability of rigidly rotating relativistic stars with soft equations of state against gravitational collapse

具有软状态方程的刚性旋转相对论恒星抵抗引力塌缩的稳定性

• 发表时间: 2004
• 期刊: Astrophysical Journal 605
• 作者: M.Shibata;Y.Sekiguchi;M.Shibata
• 通讯作者: M.Shibata

M.Shibata: "Collapse of Rotating Supermassive Neutron Stars to Black Holes : Fully General Relativistic Simulations"Astrophys.J.. 595. 992-999 (2003)

M.Shibata：“旋转超大质量中子星坍缩为黑洞：完全广义相对论模拟”Astrophys.J.. 595. 992-999 (2003)

M.Shibata, Y.Sekiguchi: "Gravitational Waves from Axisymmetrically Osillating Neutron Stars in General Relativistic Simulations"Phys.Rev.D. 68. 104020 1-104020 14 (2003)

M.Shibata，Y.Sekiguchi：“广义相对论模拟中轴对称振荡中子星的引力波”Phys.Rev.D。

Gravitational waves from axisymmetric rotating stellar core collapse to a neutron star in full general rela

完全广义关系中从轴对称旋转恒星核心塌陷到中子星的引力波

• 发表时间: 2004
• 期刊: Physical Review D 69
• 作者: M.Shibata;Y.Sekiguchi
• 通讯作者: Y.Sekiguchi

M.Shibata, K.Taniguchi, K.Uryu: "Merger of Binary Neutron Stars of Unequal Mass in Full General Relativity"Phys.Rev.D. 68. 084020 1-084020 24 (2003)

M.Shibata、K.Taniguchi、K.Uryu：“完全广义相对论中不等质量双中子星的合并”Phys.Rev.D。