連星中性子星における一般相対論的準平衡形状の数値的研究

双中子星广义相对论准平衡几何的数值研究

• 批准号: 02J06898
• 负责人: 谷口 敬介
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J06898/
• 关键词: 連星中性子星; 一般相対論的準平衡形状; 状態方程式; 数値計算; スペクトル法; 重力波

連星中性子星の準定常段階において、アインシュタイン方程式を解いて連星系の時間発展を数値的に追う事により、軌道収縮速度や放出される重力波を求める事が、本研究の最終目的である。この状況は、重力波放出による軌道収縮時間が軌道周期よりも十分長く、連星系が徐々に進化していくと近似できる。従って、連星系を直接時間発展させずに、連星中性子星のバリオン質量を固定した上で、いろいろな連星間距離での平衡解を求めて系列を構成する事により、連星系の進化をモデル化することができる。本研究では、中性子星の状態方程式として原子核物理学から導かれたモデルを採用し、連星間距離が離れている時から合体直前までの系列を数値的に求めた。この様に、現実的な状態方程式を使って連星中性子星の準平衡解系列を求めたのは、本研究が世界初である。得られた結果の内、連星系の結合エネルギーについては、連星間距離が離れているときは3次のポスト・ニュートン近似によって求められた結果と良く一致していることが挙げられる。これは、中性子星の表面近くに「クラスト」と呼ばれる状態方程式的に軟らかい部分が存在し、中性子星が潮汐変形しにくくなっているためであると解釈できる。また、連星間距離が近付いてくると、中性子星の中心部分に存在する「コア」と呼ばれる状態方程式的に硬い部分の影響で、3次のポスト・ニュートン近似の結果から、ポリトロープ型の状態方程式の場合と比べて急激に離れていくことが判った。

Even star Marco follini の neutral quasi-steady Duan Jie に お い て, ア イ ン シ ュ タ イ を ン equations solution い て even galaxy の 発 exhibition を the numerical に chased う matter に よ り, orbital 収 shrinkage speed や release さ れ る gravitational wave を o め が る, this research aim の で あ る. こ の は, gravitational waves released に よ る orbit 収 shrinkage time が orbital period よ り も very long く, even the galaxy が xu 々 に evolution し て い く と approximate で き る. 従 っ て direct time 発 exhibition, even the galaxy を さ せ ず に, even the star Marco follini の neutral バ リ オ ン quality を fixed し た で, い ろ い ろ な で distance between even the star の equilibrium solution を め て series を constitute す る matter に よ り, even galaxies の evolution を モ デ ル change す る こ と が で き る. This study で は Marco follini の state equation, neutral と し て nuclear physics か ら guide か れ た モ デ ル を し, even the distance between the star が from れ て い る when か ら fit ahead ま で の series を o the numerical に め た. The <s:1> に form に, the current な state equation を makes the って neutral substar <s:1> quasi-equilibrium solution series を find the めた である である, this study が world early である. Have to ら れ た results, even the galaxies within の の combining エ ネ ル ギ ー に つ い て は, even the distance between the star が from れ て い る と き は three の ポ ス ト · ニ ュ ー ト ン approximate に よ っ て o め ら れ た results agree good と く し て い る こ と が 挙 げ ら れ る. Marco follini の こ れ は, neutral surface near く に "ク ラ ス ト" と shout ば れ る equation of state of に soft ら か い part が Marco follini が tidal variations exist し, neutral shape し に く く な っ て い る た め で あ る と solution 釈 で き る. ま た, even the distance between the star が near い て く る と Marco follini の center part, neutral に exist す る "コ ア" と shout ば れ る に hard い part of the equation of state の influence で, three の ポ ス ト · ニ ュ ー ト ン approximate の results か ら, ポ リ ト ロ ー プ type の state equation is の occasions と than べ て nasty shock に from れ て い く こ と が convicted っ た.

项目成果

Joshua A. Faber: "Measuring Neutron-Star Radii with Gravitational-Wave Detectors"Physical Review Letters. 89・23. 231102 (2002)

Joshua A. Faber：“用引力波探测器测量中子星半径”物理评论快报 89・23 (2002)。

Masaru Shibata: "Merger of binary neutron stars of unequal mass in full general relativity"Physical Review D. 68. 084020 (2003)

Masaru Shibata：“完全广义相对论中质量不等的双中子星的合并”物理评论 D. 68. 084020 (2003)

Keisuke Taniguchi: "Various features of quasiequilibrium sequences of binary neutron stars in general relativity"Physical Review D. 68. 124025 (2003)

谷口圭介：“广义相对论中双中子星准平衡序列的各种特征”物理评论 D. 68. 124025 (2003)

Keisuke Taniguchi: "Quasiequilibrium sequences of synchronized and irrotational binary neutron stars in general relativity. III. Identical and different mass stars with γ=2"Physical Review D. 66. 104019 (2002)

Keisuke Taniguchi：“广义相对论中同步和无旋双中子星的准平衡序列。III. γ=2 的相同和不同质量星”物理评论 D. 66. 104019 (2002)