A systematic study of rapidly rotating exoplanets

快速旋转系外行星的系统研究

• 批准号: 16J10223
• 负责人: 藤澤 幸太郎
• 金额: $ 3.33万
• 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: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J10223/
• 关键词: 系外惑星; 褐色矮星; 熱進化計算; 回転星計算; 数値計算スキーム; 回転星; 惑星進化; 恒星進化

本年度も引き続き、惑星よりも少し質量の大きい褐色矮星の研究に取り組んだ。若い褐色矮星の系統的な観測によると、褐色矮星は少なくとも10Myr程度のタイムスケールではそれほど角運動量を失うことなく収縮しスピンアップするとされている。そこでそのような高速回転する褐色矮星のより長いタイムスケールの構造の進化計算を調べるために、恒星進化計算コード、MESAコードと回転平衡形状計算コードの両方を用いて計算した。その結果、年齢が5Myrで自転周期が8時間から16時間程度、年齢が10Myrで自転周期が5時間から7.5時間程度で回転している褐色矮星はスピンアップし、100Myrから1Gyr以内に回転で形状が保てなくなるブレイクアップ回転に到達することがわかった。さらに実際に自転が観測されている褐色矮星と理論予想を比較したところ、少なくない数の褐色矮星がブレイクアップ回転に到達しうることが明らかになった。しかし実際の褐色矮星はブレイクアップしていないため、この結果は、老齢な褐色矮星が回転によるウインドやディスクなどで角運動量を捨て去っていることを示唆しており、今後の観測でその存在が明らかになれば自転進化の理解が飛躍的に進むことが分かった。一方で、高速回転する星の構造を求めるための数値計算スキーム研究に関しても進展があった。従来、回転する星の構造を数値的に計算する時には、ニュートン法などの数値スキームが用いられていたが、ニュートン法は初期推量が解に十分に近くないと求まらないという欠点が知られていた。そこで、初期推量が解から遠くても大局的に収束する数値計算スキーム、W4法を開発し改良した。W4法を用いることで従来困難であった問題を効果的に計算することが可能となり、その応用として回転し磁場を伴っている定常降着流の計算・研究も行った。その計算結果とW4法に関する論文は、査読付き論文として出版された。

This year, we have cited the research on 続 続, よ, よ, <s:1>, less <s:1>, more <s:1>, <s:1>, <s:1>, <s:1>, <s:1>, brown dwarf stars <e:1>, に, and the んだ group んだ. If い brown dwarf star の system な 観 measuring に よ る と, brown dwarfs は less な く と も 10 degree of myr の タ イ ム ス ケ ー ル で は そ れ ほ ど Angle exercise を lost う こ と な く 収 shrinkage し ス ピ ン ア ッ プ す る と さ れ て い る. そ こ で そ の よ う な high-speed planning す る brown dwarf star の よ り long い タ イ ム ス ケ ー ル の の structure evolutionary computing を べ る た め に, stars evolutionary computation コ ー ド, MESA コ ー ド と planning equilibrium shape back calculation コ ー ド の struck party を with い て computing し た. そ の results, annual 齢 が 5 myr で が 8 the planning cycle time か ら 16 degree, years 齢 が 10 myr で が 5 the planning cycle time か ら 7.5 degree で planning back し て い る brown dwarfs は ス ピ ン ア ッ プ し, 100 myr か ら に planning back within 1 gyr で shape が bartender て な く な る ブ レ イ ク ア ッ プ back planning arrive に す る こ と が Youdaoplaceholder0 った. さ ら に be interstate に since planning が 観 measuring さ れ て い る brown dwarfs と theory to think を compare し た と こ ろ, less な く な い number の brown dwarfs が ブ レ イ ク ア ッ プ back planning arrive に し う る こ と が Ming ら か に な っ た. し か し be interstate の brown dwarfs は ブ レ イ ク ア ッ プ し て い な い た め, こ の results は, old 齢 な brown dwarfs が back planning に よ る ウ イ ン ド や デ ィ ス ク な ど で Angle exercise を shed to っ て て い る こ と を in stopping し て お り, future の 観 measuring で そ の is が Ming ら か に な れ ば に from planning evolution の understand が leap into む こ と が points か っ た. Party で, high-speed back planning す る star の tectonic め を o る た め の the numerical computing ス キ ー ム research に masato し て も progress が あ っ た. 従, back to the planning す る star の tectonic を に of the numerical calculation す る when に は, ニ ュ ー ト ン method な ど の the numerical ス キ ー ム が with い ら れ て い た が, ニ ュ ー ト ン method on early は が solution に very nearly く に な い ま と o ら な い と い う points less が know ら れ て い た. そ こ で, early push が solution か ら far く て も the general situation of に 収 beam す る the numerical computing ス キ ー ム, W4 を open 発 し improved し た. を W4 method with い る こ と で 従 to difficult で あ っ た problem を unseen fruit に calculation す る こ と が may と な り, そ の 応 with と し て back planning を し magnetic field with っ て い る constant drop の calculation, study the flow line も っ た. Youdaoplaceholder0 そ the calculation results と the W4 method に is related to the する paper された, and the 読 is used to publish the に paper と て て された.

项目成果

Effects of Rotation and Magnetic Field on the Revival of a Stalled Shock in Supernova Explosions

旋转和磁场对超新星爆炸中失速激波恢复的影响

• DOI: 10.3847/1538-4357/aaffdd
• 发表时间: 2019
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Fujisawa Kotaro ;Okawa Hirotada ;Yamamoto Yu ;Yamada Shoichi
• 通讯作者: Yamada Shoichi

高速回転する褐色矮星の構造とその進化計算

快速旋转褐矮星的结构及其演化计算

• 发表时间: 2017
• 作者: 藤澤幸太郎;佐藤裕史
• 通讯作者: 佐藤裕史

天体物理学における非線形連立方程式を数値的に計算する革新的な手法

天体物理学非线性方程组数值计算的创新方法

• 发表时间: 2018
• 作者: 藤澤幸太郎,大川博督,山本佑,平井遼介;安武伸俊;長倉洋樹;山田章一
• 通讯作者: 山田章一

高速回転する褐色矮星

快速旋转的褐矮星

• 发表时间: 2017
• 作者: 藤澤幸太郎;佐藤裕史
• 通讯作者: 佐藤裕史

Rotational equilibria by Lagrangian variational principle: toward multi-dimensional stellar evolutions

拉格朗日变分原理的旋转平衡：走向多维恒星演化

• DOI: 10.1093/mnras/stw2216
• 发表时间: 2016
• 期刊: Monthly Notice of Royal Astronomical Society
• 作者: Yasutake;N.;Fujisawa;K. and Yamada;S.
• 通讯作者: S.