第一世代星の自転磁場重力崩壊とニュートリノ・重力波の放出

第一代恒星的旋转磁场引力塌缩以及中微子和引力波的发射

• 批准号: 07J02762
• 负责人: 諏訪 雄大
• 金额: $ 1.73万
• 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: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J02762/
• 关键词: 第一世代星; 重力崩壊; 超新星爆発; ガンマ線バースト; 重力波; ニュートリノ

140億年の宇宙の歴史の中で、最初に天体が生まれたのは、宇宙誕生から1億年の頃だったと考えられている。すばるなどの大型望遠鏡による最近の観測で、宇宙誕生から10億年頃の宇宙の様子がとらえられるようになってきた。そこでは、すでに銀河が誕生していることが分かっている。一方、宇宙背景放射から知ることのできる宇宙年齢40万年頃の宇宙は、温度は高いが物質は極めて一様であり、天体のような構造は存在しない。したがって、宇宙年齢40万年から1億年の時代に宇宙で最初の天体(第一世代星)が形成されたということになる。本研究員はこのような第一世代星の末期の瞬間である重力崩壊について研究を進めている。第一世代星は現在の天体と比べて非常に質量が大きかったということが示唆されている。このことによって、第一世代星の進化は通常の星と大きく異なるということが分かっており、特に進化の最終段階である重力崩壊は、その巨大な質量により非常に激しいものとなることが予想される。しかしながら、その重力崩壊の際にどのような現象が起こるのかはあまり調べられてこなかった。特に、21世紀になって注目を浴びている重力崩壊における多次元の効果を取り入れている研究は皆無と言ってよく、第一世代星の重力崩壊はこれまで分かっていることはほとんどないと言って過言ではなかった。今年度は特に、第一世代星が起こす高エネルギー天体現象に着目して研究を行った。具体的には、ガンマ線バーストの観測可能性を検証した。初代星はその最期にガンマ線バーストと呼ばれる爆発現象を起こすことが期待されているが、そういったガンマ線バーストが起こった際に重力波ではどのように観測されるのか、を計算し、将来観測計画での観測可能性を検討した(論文[1])。また、数値シミュレーションを用いて、初代星が起こしうる超新星爆発の研究も進めた。

14 billion の の universe history の で, originally born に celestial が ま れ た の は, the birth of the universe か ら の 100 million hectares of だ っ た と exam え ら れ て い る. す ば る な ど の large telescope に よ る recently の 観 で, the birth of the universe か ら 1 billion hectares of の universe の others child が と ら え ら れ る よ う に な っ て き た. そ こ で は, す で に が a galaxy し て い る こ と が points か っ て い る. One party, the cosmic background radiation か ら know る こ と の で き る universe 齢 400000 hectares of の は universe, high temperature は い が material は extremely め て a others で あ り, celestial の よ う な structure exist は し な い. し た が っ て, cosmic 齢 400000 か ら の 100 million times に universe で の celestial star (first generation) が form さ れ た と い う こ と に な る. This researcher, <s:1> <s:1> ような ような, ような, at the end of the first generation of stars, である gravitational collapse 壊に, て て て て studies を into めて る る. Than the first generation stars は now の と べ て very big に quality が き か っ た と い う こ と が in stopping さ れ て い る. こ の こ と に よ っ て evolution, the first generation star の は usually big star の と き く different な る と い う こ と が points か っ て お り, に の evolution eventually Duan Jie で あ る gravity collapse 壊 は, そ の huge な quality に よ り very に excitation し い も の と な る こ と が to think さ れ る. し か し な が ら, そ の gravity collapse 壊 の interstate に ど の よ う な phenomenon since が こ る の か は あ ま り adjustable べ ら れ て こ な か っ た. に, 21st century に な っ て attention を bath び て い る gravity collapse 壊 に お け る multidimensional の unseen fruit を take り れ て い る research は nix と said っ て よ く star の gravitational collapse, the first generation 壊 は こ れ ま で points か っ て い る こ と は ほ と ん ど な い と said っ て had said で は な か っ た. Our は に, since the first generation star が こ す high エ ネ ル ギ ー celestial phenomenon with mesh し に を line っ て research た. The specific に に and ガ ガ ガ ガ バ lines of バ and スト are used to test the possibility of を検 confirming the た. Original star は そ の most period に ガ ン マ line バ ー ス ト と shout ば れ る 発 blasting phenomenon since を こ す こ と が expect さ れ て い る が, そ う い っ た ガ ン マ line バ ー ス ト が up こ っ た interstate に gravitational wave で は ど の よ う に 観 measuring さ れ る の か 観 measurement, を computing し, future plans で の 観 possibility measure を beg し 検 た (article [1]). ま た, the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を with い て, original star が こ し う る supernova explosion 発 も の research into め た.

项目成果

コラプサーモデルにおける非熱的ニュートリノ生成とガンマ線バースト中心エンジン

塌缩模型中的非热中微子产生和伽马射线爆发中央发动机

• 发表时间: 2009
• 作者: 諏訪雄大、滝脇知也、固武慶、佐藤勝彦、M.Liebendorfer;S.C.Whitehouse;諏訪雄大
• 通讯作者: 諏訪雄大

Nonthermal neutrinos from supernovae leaving a magnetar

来自超新星的非热中微子离开磁星

• 发表时间: 2008
• 期刊: Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 391
• 作者: S. Horiuchi;Y. Suwa;H. Takami;S. Ando;K. Sato
• 通讯作者: K. Sato

Space-based gravitational-wave detectors can determine the thermal history of the early Univers

天基引力波探测器可以确定早期宇宙的热历史

• 发表时间: 2008
• 期刊: Phys. Rev. D 77
• 作者: K. Nakayama;S. Saito;Y. Suwa;J. Yokoyama
• 通讯作者: J. Yokoyama

降着円盤による非熱的ニュートリノ生成とガンマ線バースト中心エンジン

吸积盘和伽马射线爆发中央发动机产生非热中微子

• 发表时间: 2009
• 作者: 諏訪雄大、滝脇知也、固武慶、佐藤勝彦、M.Liebendorfer;S.C.Whitehouse;諏訪雄大;諏訪雄大;諏訪雄大
• 通讯作者: 諏訪雄大

重力波で探るガンマ線バースト中心エンジン

伽马射线爆发中心发动机利用引力波进行探索

• 发表时间: 2008
• 作者: 諏訪雄大、滝脇知也、固武慶、佐藤勝彦、M.Liebendorfer;S.C.Whitehouse;諏訪雄大;諏訪雄大;諏訪雄大;諏訪雄大;諏訪雄大;Yudai Suwa;Yudai Suwa;諏訪雄大
• 通讯作者: 諏訪雄大