星のコアの自転重力崩壊と超新星爆発、ガンマ線源の起源

星核的旋转引力塌缩、超新星爆炸和伽马射线源的起源

• 批准号: 05J11806
• 负责人: 滝脇 知也
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J11806/
• 关键词: 超新星爆発; ガンマ線バースト; 中性子星; マグネター; ジェット; 磁気流体シミュレーション; 磁気流体力学シミュレーション

昨年度、発見されたGRB060218-SN2006aj、そして本年度発見されたGRB080109-SN2008dなどはガンマ線バーストから通常の超新星が連続的な系列で繋がっていることを示した証拠だといえる。これらの現象を解釈するに、大質量星の重力崩壊の条件の違いが、このような差を生んでいるということが予想される。私の研究はこのような重力崩壊をする前の親星の性質の違いが、実際の爆発現象にどう影響するのか考察するものであるが、このような観測の発展により本研究の重要性は高まっているといえる。本年度は磁場を使った爆発メカニズムの普遍的な特徴を議論した。今までの研究では初期に仮定する磁場を強く(10^12Gなど)仮定してきた。しかし今回は今まであまり議論されていなかった初期に仮定した磁場が弱いモデルも議論した。これは私が開発した特殊相対論的磁気流体コードを用いたため、長時間安定な計算が可能になったことによる。この計算により自転優位な系で億磁場のエネルギーは場の巻き込みによりどんどん増幅されるため、時間を度外視すれば、爆発に必要なだけの磁場のエネルギーは得られることがわかった。外から落ちてくる物質のラム圧力を超える磁気圧さえ生成できれば磁場により大質量星を爆発させることができるのである。このことは逆に言えば、外から落ちてくる物資の強度が爆発に必要な磁場の強さを決めているともいえる。このことは初期磁場の強い弱いに関わらず普遍的に成立することが私の計算によりわかった。本結果はAstrophsical Journa1に投稿済みで、現在査読中である。

去年发现的GRB060218-SN2006AJ，今年发现的GRB080109-SN2008D是伽马射线爆发的证据，表明正常的超新星连续连续连接。为了解释这些现象，可以预期大恒星重力崩溃条件的差异会产生这种差异。我的研究考虑了在重力崩溃之前，父颗恒星性质的差异如何影响实际的爆炸现象，但是可以说这些观察结果的发展增加了这项研究的重要性。今年，我们使用磁场讨论了爆炸机制的普遍特征。先前的研究假设最初假定的磁场（例如10^12G）。但是，这次我们还讨论了一个具有弱磁场的模型，我们在早期就假设了这一点，但并没有太多讨论。这是因为我开发了一种特殊的相对论磁性代码，该代码允许长时间进行稳定的计算。该计算表明，在具有旋转优势的系统中，一百万个磁场的能量会因磁场的包含而迅速放大，因此，如果忽略了时间，则爆炸需要大量的磁场能量。如果它可以产生超过从外部掉落的材料的RAM压力的磁性压力，则可以通过磁场爆炸大恒星。相反，可以说是从外部掉下来的耗材的强度决定了爆炸所需的磁场的强度。我的计算表明，尽管初始磁场强，但这是普遍正确的。结果已提交给天体杂志，目前正在同行审查。

项目成果

Magnetorotational Collapse of Population III Stars

III族恒星的磁旋转坍缩

• 发表时间: 2007
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan Vol.59,NO.4
• 作者: Suwa;Yudai; Takiwaki;Tomoya; Kotake;Kei; Sato;Katsuhiko
• 通讯作者: Katsuhiko

Impact of nuclear "pasta" on neutrino transport in collapsing stellar cores

核“面食”对坍缩恒星核心中微子传输的影响

• 发表时间: 2007
• 期刊: Physical Review C 75
• 作者: Hidetake Sonoida;Gentaro Watanabe;Katsuhiko Sato;Tomoya Takiwaki;Kenji Yasuoka;Toshikazu Ebisuzaki
• 通讯作者: Toshikazu Ebisuzaki

磁気駆動超新星の力学的考察

磁驱动超新星的动力学考虑

• 发表时间: 2007
• 作者: Hidetake Sonoida;Gentaro Watanabe;Katsuhiko Sato;Tomoya Takiwaki;Kenji Yasuoka;Toshikazu Ebisuzaki;Tomoya Takiwaki;滝脇 知也
• 通讯作者: 滝脇 知也

Gravitational Wave Background from Population III Stars

来自 III 族恒星的引力波背景

• 发表时间: 2007
• 期刊: The Astrophysical Journal 665
• 作者: Suwa;Yudai; Takiwaki;Tomoya; Kotake;Kei; Sato;Katsuhiko
• 通讯作者: Katsuhiko

Magnetic explosion mechanism of supernovae

超新星磁爆炸机制

• 发表时间: 2008
• 作者: Hidetake Sonoida;Gentaro Watanabe;Katsuhiko Sato;Tomoya Takiwaki;Kenji Yasuoka;Toshikazu Ebisuzaki;Tomoya Takiwaki
• 通讯作者: Tomoya Takiwaki