大質量初代星の重力崩壊

大质量主恒星的引力塌缩

• 批准号: 06J00510
• 负责人: 中里 健一郎
• 金额: $ 1.79万
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J00510/
• 关键词: 初代星; 重力崩壊; ニュートリノ; ブラックホール; 高温・高密度状態方程式; スーパーカミオカンデ

宇宙で最初に出来た初代星の研究は、化学進化など宇宙の歴史を理解する上で重要である。これらの星には、太陽の数十倍〜千倍程度の質量のものが多くあったとされており、それが進化の最後に重力崩壊を起こしてブラックホールを形成とされている。その際、パイ粒子の凝縮やハイペロンの出現、クォークの解放(QCD相転移)が起こるような高温・高密度領域を通過する可能性がある。最近のわれわれの研究により、これまできちんと考慮されてこなかったこれらの現象が、状態方程式をやわらかくすることでブラックホール形成のダイナミクスに影響を与えることが分かった。具体的には、100太陽質量以下の星で重力崩壊が加速され。ブラックホール形成までの時間が早まることが分かった。特に、ハイペロン出現の効果は大きく、40太陽質量程度の超新星爆発を起こすような星より少し重い星で、この違いが極めて顕著に現れることも分かった。そこで当初の計画を一部変更し、40太陽質量の星の重力崩壊から放出されるニュートリノが、既存の検出器であるスーパーカミオカンデにおいてどのように検出されるかを詳細に解析した。具体的には柔らかい核物質のモデルに基づく状態方程式の場合と、硬い核物質のモデルにハイペロンの自由度を考慮した状態方程式の場合で比較した。状態方程式の硬さはブラックホール形成までの時間を決め、それがニュートリノの総検出数に反映されるが、両者で総検出数にあまり違いはなかった。しかし、累積イベント数の時間発展に着目すると、銀河系内のイベントであれば、両者の違いが統計的に有為に検出されることが分かった。これは、ニュートリノ天文学によって、高密度物質の物理へのフィードバックが可能であることを示した、意義深い成果であると考えている。

The study of the first stars in the universe is important for understanding the chemical evolution of the universe. The sun is tens of times to thousands of times the mass of the sun, and the final gravity of the evolution is formed. The possibility of particle condensation and particle liberation (QCD phase shift) starting from high temperature and high density areas is also possible. Recently, the study of the phenomenon of the equation of state has been carried out. Specific gravity acceleration of stars below 100 solar masses. The time of formation of the film is very early. The results of the supernova explosion of 40 solar mass degrees are as follows: The original plan was partially revised, and the gravity of the star with 40 solar masses was released. The existing detectors were analyzed in detail. For details, the equation of state for soft and hard nuclear materials is compared with the equation of state for hard and soft nuclear materials. The time at which the equation of state is formed is determined and reflected in the total output of the equation of state. The number of cumulative events in the Milky Way is estimated at the time of the event. In the field of astronomy, it is possible to see the physical aspects of high-density matter, and the results are of profound significance.

项目成果

ブラックホール形成時に放出されるニュートリノの振動と検出予測

黑洞形成过程中发射的中微子的振荡和探测预测

• 发表时间: 2008
• 作者: K.Nakazato;K.Sumiyoshi;S.Yamada;中里健一郎;中里健一郎;Ken' ichiro Nakazato;Ken'ichiro Nakazato;中里健一郎
• 通讯作者: 中里健一郎

Numerical Study of Stellar Core Collapse and Neutrino Emission: Probing the Spherically Symmetric Black Hole Progenitors with3-30 Msolar Iron Cores

恒星核心塌陷和中微子发射的数值研究：用3-30 M太阳铁核探测球对称黑洞前身

• 发表时间: 2007
• 期刊: The Astrophysical Journal 666
• 作者: K. Nakazato;K;Sumiyoshi;and S. Yamada
• 通讯作者: and S. Yamada

Equation of state for hadron-quark mixed phase and stellar collapse

强子-夸克混合相和恒星塌缩的状态方程

• 发表时间: 2008
• 期刊: AIP Conf. Proc. 1016
• 作者: A. D' Adda;I. Kanamori;N. Kawamoto;K. Nagata;C. Ishizuka;K. Nakazato;K. Nakazato;A. Ohnishi;K. Tsubakihara;N. Otuka;K. Nakazato
• 通讯作者: K. Nakazato

Gravitational collapse and neutrino emission of population III massive stars

III族大质量恒星的引力塌缩和中微子发射

• 发表时间: 2006
• 期刊: Astrophys. J. 645
• 作者: A. Ohnishi;N. Kawamoto;K. Miura;K. Tsubakihara;H. Maekawa;K. Sumiyoshi;N.Kawamoto;C.J.Yoon;K.Tsubakihara;P. K. Sahu;K. Nakazato
• 通讯作者: K. Nakazato

ニュートリノ観測で探る超新星状態方程式

通过中微子观测探索超新星状态方程

• 发表时间: 2008
• 作者: K.Nakazato;K.Sumiyoshi;S.Yamada;中里健一郎;中里健一郎;Ken' ichiro Nakazato;Ken'ichiro Nakazato;中里健一郎;住吉光介;中里健一郎
• 通讯作者: 中里健一郎