中性子星連星の合体前電磁波対応天体に関する理論的研究

双中子星并合前电磁兼容物体的理论研究

• 批准号: 20J13806
• 负责人: 和田 知己
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J13806/
• 关键词: 高速電波バースト; 周期的高速電波バースト; マグネターフレア; 中性子星; マグネター; Fast Radio Burst; 重力波; 連星中性子星合体; パルサー磁気圏

最終年度は, まず高速電波バーストの周期的活動性に関する研究発表を行った。高速電波バーストの周期性を説明するbinary comb modelについて、昨年度から引き続き研究を行った。その結果、FRB 20121102Aと呼ばれる周期的な高速電波バーストの周期を説明するには、大質量星と中性子星の連星よりも、大質量、もしくは中間質量ブラックホールと中性子星の連星の方が、許されるパラメータ空間が広いことがわかった。次にマグネターフレアのファイアボールモデルに関する研究も行った。2020年に観測されたマグネターフレアに伴う高速電波バースト、FRB 20200428Aは高速電波バーストの一部がマグネターから発生していることを強く示唆している。高速電波バーストとマグネターフレアが同時に観測されるには、生成された高速電波バーストがマグネターフレア中を減衰せずに伝搬する必要がある。この伝搬過程を明らかにするために、まずはマグネターフレアのファイアボールモデルについて研究をした。特に、マグネター表面でファイアボール導入されるバリオンの効果と、マグネターの磁場粒子の散乱弾面積を小さくする効果を考慮し、フレアの光度と運動エネルギーを導出した。その結果、以下の３点が主に明らかになった。(1)ファイアボール中のバリオンが多い場合にはバリオンの運動エネルギーがフレアのエネルギーと同程度になること、(2)磁場による散乱断面積の抑制が、バリオンの運動エネルギーを磁場がない場合に比べて小さくすること、（３）マグネターの大局的な磁場が、バリオンの運動エネルギーを小さくすること。このバリオンの運動エネルギーは高速電波バーストの伝搬に影響することが期待され、現在その影響を研究中である。

在最后一年，我首次提出了关于高速射电爆发周期性活动的研究。我们从去年开始继续研究解释高速无线电波爆发周期性的二元梳模型。因此，大质量或中等质量黑洞和中子星的双星比大质量或中等质量黑洞和中子星的双星更有可能解释称为 FRB 20121102A 的周期性快速射电爆发的周期，结果证明允许的参数空间很宽。接下来我们还对磁星耀斑的火球模型进行了研究。 2020 年观测到的与磁星耀斑相关的快速射电爆发（FRB 20200428A）强烈表明快速射电爆发的一部分源自磁星。为了同时观测高速射电暴和磁星耀斑，产生的高速射电暴必须在磁星耀斑中传播而不被衰减。为了阐明这个传播过程，我们首先研究了磁星耀斑的火球模型。特别是，耀斑的光度和动能是通过考虑在磁星表面引入火球的重子效应以及减少磁星磁场中粒子散射面积的效应而推导的。结果，以下三点变得清晰。 （1）当火球中有很多重子时，重子的动能变得与耀斑的能量相当，（2）磁场对散射截面的抑制使重子的动能降低到(3) 磁星的整体磁场降低了重子的动能。该重子的动能预计会影响快速射电暴的传播，我们目前正在研究这种效应。

项目成果

12pW1-2 高速電波バーストの連星モデルと FRB121102 の解釈

12pW1-2快速射电暴双星模型及FRB121102解释

• 发表时间: 2020
• 作者: 和田; 井岡; Zhang
• 通讯作者: Zhang

コンパクト連星合体直前の電磁場の解析解と合体前電磁波対応天体

致密双星并合前电磁场解析解及并合前电磁波对应天体

• 发表时间: 2020
• 作者: 和田; 柴田; 井岡
• 通讯作者: 井岡

A Binary Comb Model for Periodic Fast Radio Bursts

周期性快速射电暴的二元梳模型

• DOI: 10.3847/2041-8213/ab83fb
• 发表时间: 2020-02-19
• 期刊: The Astrophysical Journal Letters
• 作者: K. Ioka;Bing Zhang
• 通讯作者: Bing Zhang

和田 知己のホームページ

和田朋美的主页

Binary comb models for FRB 121102

FRB 121102 的二元梳模型

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac127a
• 发表时间: 2021
• 作者: T. Wada; K. Ioka;B. Zhang
• 通讯作者: B. Zhang