ブラックホール形成シナリオにもとづくガンマ線バーストの起源

基于黑洞形成场景的伽马射线爆发的起源

基本信息

批准号：
14079202
负责人：
佐藤勝彦
金额：
$ 13.57万
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 on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度の成果は以下のとおりである。第一は、自転していない大質量星の重力崩壊におけるブラックホール形成とそこから放出されるニュートリノシグナルに関するものである。ガンマ線バーストのセントラルエンジンとしては高速回転しているブラックホールが有望視されているが、自転の遅い親星のほうが圧倒的に多い可能性がある。こうした天体現象はまだ観測されていないが、それは電磁波を放出していないだけからかもしれず、ニュートリノでは明るく輝く可能性がある。本研究では、親星の質量をパラメターにし、詳細なニュートリノ輸送を考慮した一般相対論的流体力学シミュレーションを系統的に行い、こうした現象に特有なニュートリノシグナルを明らかにした。これを用いれば、ブラックホールが形成されたことだけでなく、高密度ハドロン物質の状態方程式に関しても重要な情報を得られる可能性を示した。第二の成果は、コラプサーシナリオに基づく多次元MHDシミュレーションによるジェットの形成と元素合成に関するものである。この研究では、ジェットがブラックホールのごく近傍ではなく、離れた所でも形成されうる可能性を示した点で独創的であった。また、爆発的元素合成を詳細に計算し、その特徴を明らかにした。第二の成果は、近年着目されている超新星コア内の降着衝撃波の不安定に関するものである。我々は、線形解析と数値シミュレーションを組み合わせ、不安定性の線形段階から非線形段階に至る成長の様子を明らかにした。また、重力波放出も見積もるとともに、Burrowsの提唱する音波により超新星爆発を誘起するメカニズムとの関連も議論した。第4の成果は超新星コア内における原子核の形状である。密度の上昇にともない原子核は互いに合体し、糸状、板状、また高密度領域に囲まれた糸状、球状の低密度領域などに相転移(パスタ構造)をとるが、新たな原子核モデルで、密度-温度面での相図を作成した。ニュートリノの透過率に対して重要なデータとなる。第5の成果は、最高赤方偏移ガンマ線バーストGRB050904を用いて、宇宙の再電離に対する示唆を世界で初めてガンマ線バーストから導くことに成功したことである。また、活動銀河中心核からのガンマ線について理論的研究を行い、MeV領域からGeV領域にかけての宇宙背景放射への寄与を精密にみつもった。特に、今まで説明が難しいと言われていたMeV領域の背景放射が、X線領域で卓越しているセイファート銀河成分の自然な理論的拡張で説明できることを示した。さらに、長年の謎である銀河系中心からの511keV電子陽電子対消滅ガンマ線が、銀河系中心の超巨大ブラックホールの過去の活動性で自然に説明できることを示した。

今年的结果如下：第一个涉及大型恒星和中微子信号在重力崩溃中的形成。中央伽玛射线爆发发动机被认为是一个有希望的黑洞，它以高速旋转，但是可能会缓慢旋转的父恒星非常普遍。这些天文现象尚未观察到，但可能是因为它们不发出电磁波，并且可能在中微子中明亮地发光。在这项研究中，我们系统地进行了一般的相对论流体动力学模拟，考虑了使用母星作为参数的详细中微子转运，从而揭示了这些现象独有的中微子信号。使用此功能，不仅可能形成了黑洞，而且还可以获得有关高密度耐药物质状态方程的重要信息。第二个结果涉及基于崩溃方案的多维MHD模拟的喷气机和元素合成的形成。这项研究是原始的，因为它表明了可以在距离而不是在黑洞附近形成喷气机的可能性。此外，还详细计算了爆炸性元素合成以阐明其特征。第二个结果涉及超新星核心内积聚冲击波的不稳定，这一直是近年来的重点。我们结合了线性分析和数值模拟，以揭示从线性阶段到非线性阶段的不稳定性的增长。我们还估计了引力波排放，并讨论了诱导伯罗斯提出的超新星爆炸的机制的关系。第四个结果是超新星芯内的核的形状。随着密度的增加，核相互结合，相变（面食结构）发生在丝状，板状和丝状，球形，低密度区域，周围是高密度区域。但是，新的核模型已被用于创建密度温度表面的相图。这是中微子传播的重要数据。第五个成就是，我们成功地使用了最高的红移伽玛射线GRB050904，从世界上首次从伽马雷爆发中提出了太空恢复的建议。我们还对活性星系中央核的伽马射线进行了理论研究，并准确地发现了从MEV区域到GEV区域的宇宙背景辐射的贡献。特别是，已经表明，以前据说很难解释的MEV区域的背景辐射可以通过塞弗特星系组件的自然理论扩展来解释，塞弗特星系组件的自然理论扩展，这在X射线区域主要是X射线区域。此外，这表明，从银河系中心的511KeV电子正电子对歼灭伽玛射线的长期神秘可以自然地通过银河系中心的超质量黑洞的过去活动来解释。

项目成果

期刊论文数量（184）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Gravitational collapse and neutrino emission of population III massive stars

III族大质量恒星的引力塌缩和中微子发射

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Astrophys. J. 645
影响因子：
0
作者：
A. Ohnishi;N. Kawamoto;K. Miura;K. Tsubakihara;H. Maekawa;K. Sumiyoshi;N.Kawamoto;C.J.Yoon;K.Tsubakihara;P. K. Sahu;K. Nakazato
通讯作者：
K. Nakazato

Propagation and Dynamics of Relativistic Jets

相对论性喷流的传播和动力学