超巨大ブラックホールの形成過程と重力波

超大质量黑洞的形成过程与引力波

基本信息

批准号：
13740143
负责人：
柴田大
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本科学研究費補助金は、太陽質量の10^6倍程度の質量を持ついわゆる超巨大星が重力崩壊し、超巨大ブラックホールを形成する過程を調べるために交付された。まず、回転する超巨大星が、軸対称重力崩壊する場合にブラックホールが形成されるのかどうかについて、完全に一般相対論的な数値計算を用いて調べた。具体的には、現実的な初期条件として、ケプラー速度で剛体回転する不安定な超巨大星を与え、シミュレーションを実行した。その結果、(1)ブラックホールは形成する、(2)初期の超巨大星の質量の約90パーセントがブラックホールに吸い込まれる、(3)初期の無次元スピンパラメータ(q=cJ/GM^2;ただし、c, J, G, Mは光速度、角運動量、重力定数、質量)はおよそ1であるが、形成するブラックホールではq=0.75程度になる、(4)大きな角運動量を持っていた流体素片は、ディスクを形成する、(5)以上の結果は解析的にある程度の精度で予想できる、などの結果が得られた。これらの結果は論文に公表済みである。さらに重力崩壊において発生する重力波に関する定性的計算も実行し、その結果は現在投稿中である。それ以外にも、一般相対論的流体コードの高精度化を実行し、そのテスト計算に関してまとめた結果を論文にまとめ発表した。

这项科学研究补助金的目的是研究一颗所谓的超巨星（其质量约为太阳质量的 10^6 倍）由于其引力而坍缩并形成超大质量黑色恒星的过程。洞。首先，我们使用完全广义相对论数值计算来研究旋转超巨星发生轴对称引力塌缩时是否会形成黑洞。具体来说，作为现实的初始条件，他们给出了一颗以开普勒速度刚性旋转的不稳定超巨星，并进行了模拟。结果，(1) 形成黑洞，(2) 初始超巨星质量的大约 90% 被吸入黑洞，(3) 初始无量纲自旋参数 (q=cJ/GM^2) ；然而，c、J、G、 M 为光速，角动量，引力常数，质量）约为 1，但在形成的黑洞中，q = 0.75 (4) 大角动量的流体碎片形成圆盘我们得到如(5) 的结果。上述结果可以通过分析预测并具有一定的准确性。这些结果已发表在一篇论文中。我们还对引力塌缩产生的引力波进行了定性计算，目前正在提交结果。此外，我们还提高了广义相对论流体代码的准确性，并在论文中发表了测试计算结果。