非対称超新星爆発からの重力波及びニュートリノ

不对称超新星爆炸产生的引力波和中微子

• 批准号: 18840044
• 负责人: 固武 慶
• 金额: $ 1.63万
• 依托单位: National Astronomical Observatory of Japan
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18840044/
• 关键词: 超新星爆発; ニュートリノ天文学; 重力波天文学; 重元素合成; 輻射磁気流体力学; 強磁場中性子星; 極超新星爆発

本研究課題の研究計画一年目に予定していた、二次元輻射磁気流体計算の高速化(MPI化)を可能にした結果、これまでの10倍近く長いタイムスケールの数値計算を行うことが可能になった。そのおかげで、超新星コア内で失速してしまった衝撃波自身が流体不安定性になるモードが存在することを指摘できた。更に、入力物理を詳細に含んだ数値計算を行った結果、初めて、この流体不安定性がニュートリノ加熱メカニズムを助け、超新星爆発を数値計算で再現する上で不可欠な要素であることを明らかにできた。さらに、この不安定性が作る超新星爆発の非対称性は、観測とも整合性が良いことを指摘できた。また研究計画通りに、爆発する超新星モデルにおける重力波波形の計算及び、解析も行った。その結果、ニュートリノ起源の重力波が、物質起源の重力波よりも卓越することが分かった。特に、ニュートリノ起源重力波は低周波(〜100Hz)以下で強度が強くなり、特に我々の銀河中心で起こる超新星に対しては、次世代の重力波検出器では十分な検出可能性があることを指摘できた。さらに、この研究の発展形として、最近の素粒子モデルの中が指摘する、比較的低密度で核物質がストレンジクオーク物質に変化することを予言する状態方程式を使って重力崩壊のシミュレーションを行なった。その結果、相転移でコアの重力崩壊が促進され、相転移が起こらないときに比べて重力波強度が10パーセントほど増加することが分かった。この研究では、重力波天文学が明らかにできる物理的対象(ここでは相転移)を具体的に指摘できたことに重要性がある。また初年度に開発した数値計算を応用して、強磁場で非対称に爆発する極超新星モデルにおける元素合成の計算を可能にし、太陽組成比に対してガンマ線バーストからの寄与を見積もることができた。この研究は、極超新星の中心天体を元素合成の視点から明らかにしようとする、新しいものであり、今後のより詳細なサーベイの礎を築いた。

The one-year research plan for this research topic has been determined, and it is possible to speed up the two-dimensional radiation magnetic fluid calculation (MPI). It can be calculated as a result, it can be calculated as 10 times as long as possible, and it can be calculated as long as possible.そのおかげで、Supernova コア内でstall してしまった撃wave itself がfluid instability になるモードがexistent することを氧きた. Updates, entry into physics, detailed calculations, numerical calculations, results, initial fluid instability, heatingメカニズムをhelpけ, supernova explosion 発をcalculation value calculation で する上で indispensable element であることを明らかにできた.さらに, このUncertainty が作るSupernova explosion 発のasymmetry は, Observation ともintegration がGood いことをPoint できた.またResearch Project Pass りに、Explosion 発するSupernova モデルにおけるGravity wave waveform calculation and analysis も行った. The result of その, the origin of ニュートリノのgravitational wave, the origin of matter のgravitational wave よりも excellence することが分かった.特に、ニュートリノThe origin of gravitational waves is low frequency (~100Hz) and below the intensity of がstrongくなり、特に我々の中 Galaxy The heart is rising, the supernova is rising, and the next generation gravity wave device is very possible, and the possibility is pointing out.さらに, この Research の発Development として, Recent Primitive Particle モデルの中がPoint する, Comparative Low Density Nuclear Material がストレンジクオークMatter に変化することをYuyan するState equation を ってGravity collapse 壊のシミュレーションを行なった. The result of the phase change, the gravity collapse of the phase change, the acceleration of the gravity collapse, the promotion of the phase change, the rise of the phase change, and the rise of the phase change.きに比べてGravitational wave intensityが10パーセントほど Increase plus することが分かった.このResearch では, gravitational wave astronomy が明らかにできるPhysical objects (ここではphase shift)をSpecific にPoint out the importance of できたことにがある. The calculation of the numerical value of the first year of the year is based on the use of strong magnetic fields and strong magnetic fields. The calculation of the synthesis is possible, and the composition ratio of the sun is the sun's composition ratio.このResearchは、The central object of the extreme supernova and the viewpoint of element synthesis から明らかにしようとする, new しいものであり, future のより in detail なサーベイのbased をbuild いた.

项目成果

Numerical Analysis of Standing Accretion Shock Instability with Neutrino Heating in Supernova Cores

超新星核心中微子加热引起的常驻吸积激波不稳定性的数值分析

• 发表时间: 2006
• 期刊: Astrophysical Journal 641
• 作者: N.Ohnishi;K;Kotake;S.Yamada
• 通讯作者: S.Yamada

Magnetohydrodynamic Simulations of a Rotating Massive Star Collapsing to a Black Hole

旋转大质量恒星坍缩成黑洞的磁流体动力学模拟

• 发表时间: 2006
• 期刊: Astrophysical Journal 644
• 作者: S. Fujimoto;K. Kotake;S. Yamada;M. Hashimoto and K. Sato
• 通讯作者: M. Hashimoto and K. Sato

r-Process Nucleosynthesis in Magnetohydrodynamic Jet Explosions of Core-Collapse Supernovae

• DOI: 10.1086/500786
• 发表时间: 2005-04
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: S. Nishimura;K. Kotake;M. Hashimoto;S. Yamada;N. Nishimura;S. Fujimoto;Katsuhiko Sato

Gravitational Radiation from Standing Accretion Shock Instability in Core-Collapse Supernovae

• DOI: 10.1086/509320
• 发表时间: 2006-07
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: K. Kotake;N. Ohnishi;S. Yamada

Effects of QCD phase transition on gravitational radiation from two-dimensional collapse and bounce of massive stars

QCD相变对大质量恒星二维塌缩和弹跳引力辐射的影响

• 发表时间: 2007
• 期刊: Physical Review D 75
• 作者: N. Yasutake;K. Kotake;M. Hashimoto and S. Yamada
• 通讯作者: M. Hashimoto and S. Yamada