強磁場、自転超新星からの重力波及びニュートリノ

来自旋转超新星的强磁场、引力波和中微子

基本信息

批准号：
05J00327
负责人：
固武慶
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Waseda University
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

项目摘要

本研究課題の研究計画一年目に予定していた、二次元ニュートリノ輻射磁気流体計算(流速制限法を用いた)を可能にした。その結果、ニュートリノ加熱を含んだ磁気流体計算を行うことが可能になった。早速、このコードをベースにして、超新星コアで出現することが期待される新しい流体不安定性とニュートリノ加熱の関係を調べた。その結果、ニュートリノ加熱の効果でより非対称な爆発を起こしやすいセンスに働くことが分かった。また、上記の新しい計算方法については、国内外からも注目を浴びており、国内の大学におけるセミナー(6回)、国内学会(2回)、国際学会(4回)において、精力的に発表を行った。尚、本研究課題である自転、磁場超新星からのニュートリノ、重力波に関する我々の研究が認められ、レビュー論文の執筆を依頼され、およそ200ページに及ぶ、詳細な論文を記した。尚、本研究で得られた強磁場、自転超新星モデルにおける元素合成についても議論を行った。これまでの球対称モデルでは、中性子数に対する陽子数の比が小さくならず、十分なr-processを起こすことが難しい状況にあった。我々のモデルを元に、元素合成を計算した結果、磁場、自転が作る対流運動の効果で、元素合成が良く起こり、球対称モデルよりも良く太陽系組成比を再現できることを明らかにした。又、研究計画どおりに、強磁場、自転超新星の研究を直ちにガンマ線バーストの研究に繋げた。数値計算から得られた降着円盤からのニュートリノ放射率から、ニュートリノ起源の重力波を求め、その波形解析を行った。その結果、100kpc以内のガンマ線バーストからの重力波は、現在計画中の宇宙重力波干渉計の検出限界内にあることを指摘した。また、背景重力波としての強度を計算したところ、インフレーションモデルが予言する重力波よりもずっと弱く、それらの障害物とならないことも指摘できた。

我们已经能够进行二维中微子辐射磁流体动力学计算（使用速度限制方法），这是该研究项目研究计划第一年计划的。因此，可以进行包括中微子加热在内的磁流体动力学计算。基于此代码，我们立即研究了中微子加热与预计出现在超新星核心中的新流体不稳定性之间的关系。结果发现，中微子加热的效应使其更容易引起不对称爆炸。此外，上述新计算方法在国内外引起广泛关注，并在国内高校研讨会（6次）、国内学术会议（2次）、国际会议（4次）中得到积极展示。另外，我们对旋转、磁超新星中微子和引力波这些研究主题的研究也得到了认可，并要求我们写一篇综述论文，我们写得很详细，大约有200页长。我们还讨论了本研究中获得的强磁场中的核合成、旋转超新星模型。在以前的球对称模型中，质子数与中子数的比例并没有变小，因此很难产生足够的r过程。根据我们的模型计算核合成的结果，我们发现由于磁场和旋转产生的对流运动的影响，核合成发生得很好，并且它比球对称模型能更好地再现太阳系的组成比。此外，根据研究计划，强磁场和旋转超新星的研究立即与伽马射线暴的研究联系起来。根据通过数值计算获得的吸积盘的中微子发射率来确定源自中微子的引力波，并分析其波形。结果指出，100kpc以内的伽马射线暴产生的引力波在目前规划的空间引力波干涉仪的探测极限之内。此外，当我们计算背景引力波的强度时，我们能够指出它们比暴胀模型预测的引力波要弱得多，并且不会对它们构成障碍。