Understanding the impacts of binary interactions on multi-messenger probes of core-collapse supernovae

了解二元相互作用对核心塌陷超新星多信使探测器的影响

• 批准号: 22K03630
• 负责人: 堀内 俊作
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03630/
• 关键词: 大質量星; 連星進化; 超新星ニュートリノ; Binary evolution; Supernova neutrino

近年、大質量星の爆発現象や連星コンパクト天体の合体の観測的情報が飛躍的に増している。本研究では、連星の種族合成法モデルを構築し、近年の超新星爆発や連星合体の観測を活かし、大質量星のマルチメッセンジャーシグナルにおける連星の効果の評価を目標としている。具体的には連星効果を考慮し、大質量星の重力崩壊時の性質・超新星背景ニュートリノ放射・天の川銀河系内の超新星ニュートリノ、などを定量的に予言する。本研究費により初年度は査読付き論文を６報出版した。具体的には主に以下の成果を得た：１。超新星背景ニュートリノ放射の理論予言に必要なinitial mass function（星の形成時の質量分布）および原始中性子星の冷却からのニュートリノ放射の効果を定量的に評価した。これまでの超新星背景ニュートリノ放射の理論予言ではinitial mass functionが普遍的で進化しないと仮定されていたが、新たな大規模サーベイ観測から示唆されるinitial mass functionの進化をモデル化し、超新星背景ニュートリノ放射を再評価した。また、原始中性子星の冷却からのニュートリノ放射においても、４つのモデルを取り入れて、超新星背景ニュートリノ放射の予言を行った。さらにガドリニウムを導入したスーパーカミオカンデでの検出可能性を議論した。２。初年度は大質量初代星の連星進化をとき、どのようなコンパクト連星になるかの計算を行った。また、現在生まれるような連星についてもIa型超新星の発生の謎をどのように重力波観測を用いて解き明かせるかを定量的に評価した。

近年来，有关大物质恒星爆炸现象以及紧凑型二元恒星的结合的观察信息急剧增加。这项研究旨在利用最近观察到超新星爆炸和二进制恒星联合的观察，来评估二元恒星在多通信器信号中的影响。具体而言，考虑到二进制恒星效应，定量预测重力塌陷期间大质量恒星的性质，超新星背景的中微子辐射以及银河系中的超新星中微子的性质。由于这项研究的资助，第一年发表了六篇经同行评审的论文。具体而言，主要实现了以下结果：1。我们定量评估了初始质量函数（恒星形成时的质量分布）以及中微子辐射对原始中子星的冷却而产生的影响，这对于超新星背景中微子辐射的理论预测是必不可少的。以前对超新星背景中微子辐射的理论预测已被认为是通用的，不是进化的，但是我们对新的大规模调查观测值和重新评估的超新星背景中微子辐射提出的初始质量功能的演变进行了建模。此外，使用四个模型来预测原始中子恒星冷却的超新星背景中微子辐射。此外，讨论了引入Gadolinium的Superkamiokande的检测潜力。 2。在第一年，我们计算出大型质量第一颗星的演变时，将是什么样的紧凑型二进制恒星。我们还定量评估了如何使用当前正在诞生的二进制恒星的重力波观测来解决IA型超新星型的奥秘。

项目成果

Detecting astrophysical neutrinos with paleo-detectors

用古探测器探测天体物理中微子

• 发表时间: 2022
• 作者: Kinugawa Tomoya;Takeda Hiroki;Tanikawa Ataru;Yamaguchi Hiroya;Shunsaku Horiuchi;Shunsaku Horiuchi;Shunsaku Horiuchi
• 通讯作者: Shunsaku Horiuchi

Pennsylvania State University/Institute for Advanced Study/The University of Texas at Austin(米国)

宾夕法尼亚州立大学/高等研究院/德克萨斯大学奥斯汀分校（美国）

Australian National University/Swinburne University of Technology/University of New South Wales Canberra(オーストラリア)

澳大利亚国立大学/斯威本科技大学/堪培拉新南威尔士大学（澳大利亚）

Supernova neutrinos from the Milky Way and beyond

来自银河系及其他地方的超新星中微子

• 发表时间: 2022
• 作者: Kinugawa Tomoya;Takeda Hiroki;Tanikawa Ataru;Yamaguchi Hiroya;Shunsaku Horiuchi
• 通讯作者: Shunsaku Horiuchi

University of Copenhagen(デンマーク)

哥本哈根大学（丹麦）