Understanding supernova gravitational waves and establishing protoneutron star asteroseismology

了解超新星引力波并建立原中子星星震学

基本信息

批准号：
19KK0354
负责人：
祖谷元
金额：
$ 6.16万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research (2020-2022)National Astronomical Observatory of Japan (2019)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020 至 2023
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19KK0354/
关键词：
宇宙物理重力波超新星爆発状態方程式中性子星

项目摘要

超新星爆発に伴う重力波シグナルは、数値シミュレーションを通してこれまで議論されてきた。一方で、その物理的背景を理解するために、我々は爆発後に生まれる原始中性子星における星震学の研究を進めている。特に、自転の効果がどのように超新星重力波に影響するかという点については、星震学的な立場から未だ全く議論されていない。そのため、超新星重力波を具体的な振動モードで同定するためには、簡単なモデルから徐々に現実的なモデルへと段階的な解析を行う必要がある。しかし、最終的に高速回転を伴う場合を議論するためには、そのような系での星震学の解析が必要となる。そこで、まずは高速回転する（冷たい）中性子星における振動モードを同定する数値コードの作成が必要である。本年度は、高速剛体回転する中性子星のモデル構築を行い、その上での振動解析の数値コードの作成を精力的に行なった。振動解析は、二次元の時間発展を解く必要があるが、一般的に中性子星におけるこのような解析では数値的な不安定が現れることが知られている。本件でも、同様に数値的な不安定が現れてしまったため、その除去に関して共同研究者と議論している最中である。

与超新星爆炸相关的引力波信号已经通过数值模拟进行了讨论。另一方面，为了了解其物理背景，我们正在对爆炸后诞生的原始中子星进行星震学研究。特别是，旋转效应如何影响超新星引力波尚未从星震的角度进行讨论。因此，为了识别超新星引力波的具体振动模式，需要从简单模型到逐渐更加真实的模型进行逐步分析。然而，为了最终讨论涉及高速旋转的情况，有必要分析此类系统的星震学。因此，首先有必要创建一个数字代码来识别快速旋转（冷）中子星的振动模式。今年，我们构建了高速刚性旋转的中子星模型，并努力创建基于该模型的振动分析数值代码。振荡分析需要求解二维时间演化，但众所周知，中子星的这种分析会出现数值不稳定。在这种情况下，同样出现了数值不稳定，我们目前正在与我们的合作研究人员讨论消除它。