Probe of Fundamental Physics with Numerical Study of Black Hole Formation using the Boltzmann Neutrino Transport

利用玻尔兹曼中微子输运对黑洞形成进行数值研究的基础物理探索

• 批准号: 22KJ2915
• 负责人: 赤穗 龍一郎
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2915/
• 关键词: ニュートリノ; 原始中性子星; 超新星爆発

本研究の目標は一般相対論的ボルツマン輻射流体コードを開発し、大質量星の重力崩壊からコンパクト天体に至る過程を理解することである。2022年度には、重力崩壊後に形成される原始中性子星に関して2つの観点から研究を行なった。一つ目は、原始中性子星の対流である。原始中性子星の後期進化計算は一次元球対称を課した先行研究が数多いが、実際には対流などの多次元効果が重要である。コアバウンス後2秒の原始中性子星に関して空間二次元でシミュレーションを行った。エントロピー勾配が正であってもレプトン数勾配が負であることにより対流が発生することが示された。さらに対流によって高温物質が浚渫されニュートリノ球における温度が上昇するため、ニュートリノ光度・エネルギーを上昇させることが判明した。二つ目は、原始中性子星への質量降着がニュートリノ放射へ及ぼす影響である。原始中性子星の後期進化計算に関する先行研究では質量降着が無視されてきていたが、実際には質量降着が発生することが見込まれる。本研究では冷却後期の原始中性子星へ質量降着をパラメトリックに与えてシミュレーションを行った。現実的な値の質量降着でも、原始中性子星の後期熱的放射によるエネルギー光度・エネルギーを大幅に上回りうることが判明した。また、熱的放射の場合と異なり重レプトン型ニュートリノの光度が低いため、その観測によってニュートリノ質量階層性へ強い制限を与えられる可能性が示された。

The purpose of this study is to explore the mechanism of gravitational collapse of massive stars and to understand the mechanism of gravitational collapse of massive stars. In 2022, the original neutral star was formed after the collapse of gravity. A pair of eyes, the original neutral sub-star flow. The calculation of the later evolution of the original neutral star is important for the first time in the study of the number of particles, and for the actual number of particles. Two seconds after the original neutral star disappeared, it was related to the spatial second dimension. The number of pairs of pairs The temperature of the fluid increases, and the luminosity of the fluid increases Second, the quality of the original neutral star is reduced. A preliminary study on the evolution of primitive neutral stars has been carried out. In this study, the quality of the original neutral star in the late cooling period decreased. The mass of the original neutral star is reduced, and the emission of heat in the later period is determined. In the case of heat and radiation, the light intensity of the light source is low, and the quality of the light source is high.

项目成果

ボルツマン輻射輸送計算で探る超新星爆発

使用玻尔兹曼辐射传输计算探索超新星爆炸

• 发表时间: 2022
• 作者: 赤穗龍一郎;長倉洋樹;赤穗龍一郎
• 通讯作者: 赤穗龍一郎

冷え切った原始中性子星への降着によるニュートリノ放射とその観測可能性

冷原初中子星吸积引起的中微子发射及其可观测性

• 发表时间: 2022
• 作者: 赤穗龍一郎;長倉洋樹
• 通讯作者: 長倉洋樹

"Core-collapse Supernova Simulation with Boltzmann Neutrino Transport”

“利用玻尔兹曼中微子输运模拟核心塌陷超新星”

• 发表时间: 2022
• 作者: Ryuichiro Akaho;Akira Harada;Hiroki Nagakura;Wakana Iwakami;Hirotada Okawa;Shun Furusawa;Hideo Matsufuru;Kohsuke Sumiyoshi;Shoichi Yamada
• 通讯作者: Shoichi Yamada

Protoneutron Star Convection Simulated with a New General Relativistic Boltzmann Neutrino Radiation Hydrodynamics Code

用新的广义相对论玻尔兹曼中微子辐射流体动力学代码模拟原中子星对流

• DOI: 10.3847/1538-4357/acad76
• 发表时间: 2023
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Akaho Ryuichiro;Harada Akira;Nagakura Hiroki;Iwakami Wakana;Okawa Hirotada;Furusawa Shun;Matsufuru Hideo;Sumiyoshi Kohsuke;Yamada Shoichi
• 通讯作者: Yamada Shoichi

超新星のボルツマン輻射輸送計算におけるニュートリノ集団振動の系統的解析

超新星玻尔兹曼辐射输运计算中中微子集体振荡的系统分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 赤穗龍一郎;長倉洋樹
• 通讯作者: 長倉洋樹