重力崩壊型超新星コアにおける流体および磁気流体力学的不安定性の研究

本年度は、重力崩壊型超新星コアにおける多次元の流体不安定性と、親星の対流層に由来する非球対称摂動との関係を明らかにするため、以下の解析的研究を行った。ニュートリノ光度と質量降着率を固定して定在降着衝撃波が存在する球対称定常解を求め、それをバックグラウンドとして衝撃波の時間発展を線型解析によって論じた。この際、前年度の研究で得られた、衝撃波に降着する非球対称摂動の時間発展を外部境界条件として与えることで、親星の非球対称性の効果を取り入れた。以上の解析を、定常解のニュートリノ光度、摂動の振動数など、複数のパラメタの組み合わせに対して行うことで、モデルパラメタへの依存性を調べた。また、ラプラス変換を用いた解析手法により、定常解や摂動の関数形に依存しない一般的な解析も行った。解析の結果、非球対称擾乱は流体不安定性を励起し、超新星の爆発に寄与するという一般的な結論が得られた。また、定常解に依存して卓越する２種類の流体不安定性（定在降着衝撃波不安定性および対流）の励起振幅に対して、摂動を表すサイン波の位相・振動数依存性を議論し、実際の親星においても非球対称摂動によって流体不安定性が卓越し爆発に転じる可能性を指摘した。本研究によって、重力崩壊型超新星の衝撃波ダイナミクスにおいて親星の非球対称性が重要であることが初めて解析的に示された。本研究成果は、国内・国際学会、国外セミナーにて発表した。また、査読付論文誌への投稿を準備中である。

本年度は、重力崩壊型超新星コアにおける多次元の流体不安定性と、親星の対流層に由来する非球対称摂動との関係を明らかにするため、以下の解析的研究を行った。ニュートリノ光度と質量降着率を固定して定在降着衝撃波が存在する球対称定常解を求め、それをバックグラウンドとして衝撃波の時間発展を線型解析によって論じた。この際、前年度の研究で得られた、衝撃波に降着する非球対称摂動の時間発展を外部境界条件として与えることで、親星の非球対称性の効果を取り入れた。以上の解析を、定常解のニュートリノ光度、摂動の振動数など、複数のパラメタの組み合わせに対して行うことで、モデルパラメタへの依存性を調べた。また、ラプラス変換を用いた解析手法により、定常解や摂動の関数形に依存しない一般的な解析も行った。解析の結果、非球対称擾乱は流体不安定性を励起し、超新星の爆発に寄与するという一般的な結論が得られた。また、定常解に依存して卓越する２種類の流体不安定性（定在降着衝撃波不安定性および対流）の励起振幅に対して、摂動を表すサイン波の位相・振動数依存性を議論し、実際の親星においても非球対称摂動によって流体不安定性が卓越し爆発に転じる可能性を指摘した。本研究によって、重力崩壊型超新星の衝撃波ダイナミクスにおいて親星の非球対称性が重要であることが初めて解析的に示された。本研究成果は、国内・国際学会、国外セミナーにて発表した。また、査読付論文誌への投稿を準備中である。