Study of black hole-neutron star binary mergers in the era of multi-messenger astronomy

多信使天文学时代黑洞-中子星双星并合研究

基本信息

批准号：
19K14720
负责人：
久徳浩太郎
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K14720/
关键词：
宇宙物理重力波相対論ブラックホール中性子星

项目摘要

この若手研究の本来の期間中に遂行する予定であり実際に遂行した研究課題の延長として、GW190425のように全質量が大きくブラックホール・中性子星連星か連星中性子星かの峻別が難しい系に対し、ニュートリノ・磁場を取り入れた一般相対論的シミュレーションを遂行している。目標は本来の計画と共通しており、2023年度から開始する重力波検出器ネットワークLIGO-Virgo-KAGRAのO4観測でも、またそれ以降の感度を向上させた観測でも期待されるGW190425に類似した重力波イベントに対し、電磁波を交えたマルチメッセンジャー観測によって連星の種類を峻別し、さらに系の具体的な情報をより正確に取り出すことである。そのために連星の合体後にどの程度の質量がどの程度の速度や中性子過剰度で放出され、さらにガンマ線バーストを駆動すると期待されるジェットが射出されるかを、合体前から合体後にかけて一貫した計算により調べている。今年度はGW190425に相当する連星中性子星に対し、物理時間にして合体後1秒までのシミュレーションを行い、物質放出ならびにジェット駆動の全体的な描像を導出し、それらの定量的な特徴も把握するに至った。今後は解像度を上げたシミュレーションも実行し、計算結果の収束性を筆頭に計算の妥当性を確認した上で、論文にまとめる予定である。他にも類似の計算を様々な系に対して共同研究者とともに遂行し、随時論文として公開・出版している。

作为这位年轻研究员最初研究期间计划和实际开展的研究任务的延伸，我们将研究像GW190425这样总质量较大且难以区分黑洞/中子星双星的系统为此，我们正在进行广义相对论模拟，其中包含中微子和磁场。目标与原计划相同，引力波探测器网络LIGO-Virgo-KAGRA从2023年开始的O4观测，以及后续灵敏度提高的观测，预计将实现与GW190425类似的重力目标。通过将电磁波与波事件相结合的多信使观测来区分双星的类型，并更准确地提取有关系统的特定信息。为了实现这一目标，有必要从合并之前到合并之后一致地计算双星合并后将喷射出多少质量、以什么速度和多少中子过剩，以及预计驱动的喷流的喷射我们正在调查伽马射线爆发。今年，我们将对GW190425对应的双中子星并合后长达1秒的时间进行模拟，得出物质喷射和射流驱动的整体情况，并了解它们的定量特征。未来，我们计划在发表论文之前以更高分辨率进行模拟，并确认计算的有效性，包括计算结果的收敛性。我们还与合作者一起在各种系统上进行类似的计算，并不时将其作为论文发表。