相対論的輻射流体計算による重力崩壊型超新星爆発からの早期高エネルギー放射の解明

使用相对论辐射流体计算阐明引力塌缩超新星爆炸的早期高能辐射

基本信息

批准号：
14J10618
负责人：
鈴木昭宏
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、これまでに行ってきた研究の成果を論文にまとめ発表することに注力した。成果は大きく分けて３つあり、1.超新星ショックブレイクアウトの２次元輻射流体シミュレーション、2.低光度ガンマ線バーストの光度曲線モデル、3.中心エンジン駆動超新星の多次元モデル、である。まず、超新星ショックブレイクアウトとは、重力崩壊型超新星の最初期に付随する明るいUV/X線バーストである。この現象は大質量星の鉄コアが崩壊することで発生した衝撃波が星表面を突き抜けることで起こる。これまでの超新星ショックブレイクアウトに関する理論研究は球対称1次元を仮定したものがほとんどであったが、本研究により初めてショックブレイクアウト時の2次元シミュレーションが行われ、球対称モデルとの比較がなされた。その結果、多次元効果はショックブレイクアウト放射を暗く、長くする可能性があることが分かった。また、低光度ガンマ線バーストは、ガンマ線バーストの中でも暗いものである。一つの有望なシナリオとして、厚い星周物質で囲まれた大質量星が爆発した際に、相対論的な速度で伝搬する衝撃波が星周物質からブレイクアウトすることでX線やガンマ線を放射するというものがある。このシナリオに基づいて、超新星エジェクタによって駆動され、星周物質中を伝搬する衝撃波の運動を記述する準解析的モデルを構築し、光度曲線を計算した。その結果、このモデルで知られている低光度ガンマ線バースト(GRB 060218)の光度変化がよく説明できることが分かった。最後に、超高輝度超新星を説明するシナリオとして、何らかの中心エンジンが超新星エジェクタを明るく光らせるというものがある。このシナリオに関して、2次元の相対論的流体シミュレーションを行い、その結果、中心エンジンからのエネルギー注入による超新星エジェクタ内での物質混合が非常に重要な役割を果たす可能性を指摘した。

今年，我专注于在论文中汇编和展示我迄今为止的研究结果。结果大致可分为三类：1. 超新星激波爆发的二维辐射流体模拟；2. 低光度伽马射线爆发的光变曲线模型；3. 中心爆炸的多维模型。发动机驱动的超新星。首先，超新星冲击爆发是伴随着引力塌缩超新星最早阶段的明亮的紫外线/X射线爆发。当大质量恒星的铁核塌陷时，就会发生这种现象，引起冲击波穿透恒星表面。迄今为止，大多数超新星激波爆发的理论研究都假设一维球对称，但本研究首次对激波爆发进行了二维模拟，并将其与球对称模型进行了比较。结果表明，多维效应可以使冲击波爆发辐射变得更暗、更长。此外，低光度伽马射线暴是伽马射线暴中最暗的类型。一种有希望的场景是，当一颗被厚厚的星周介质包围的大质量恒星爆炸时，以相对论速度传播的冲击波会从介质中爆发出来，并发射出X射线和伽马射线。基于这种情况，我们构建了一个半解析模型来描述由超新星喷射器驱动并通过星周介质传播的冲击波的运动，并计算了光变曲线。结果发现，该模型可以很好地解释已知低光度伽马射线暴（GRB 060218）的光度变化。最后，可以解释超亮超新星的一种情况是，某种中央引擎导致超新星喷射器发出明亮的光芒。对于这种情况，我们进行了二维相对论流体模拟，发现由于中央发动机的能量注入而导致的超新星喷射器内的物质混合可能发挥着非常重要的作用。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

低光度ガンマ線バーストのジェットモデルと濃い星周物質との相互作用

低光度伽马射线爆发及其与致密星周物质相互作用的射流模型

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Akihiro Suzuki;Toshikazu Shigeyama;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏
通讯作者：
鈴木昭宏

準相対論的な速度で自由膨張するエジェクタと星周物質との流体力学的相互作用

准相对论速度下自由膨胀喷射器与星周介质之间的流体动力相互作用

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Akihiro Suzuki;Toshikazu Shigeyama;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏
通讯作者：
鈴木昭宏

2D radiation hydrodynamic simulations of supernova shock breakout

超新星激波爆发的二维辐射流体动力学模拟

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Akihiro Suzuki;Toshikazu Shigeyama;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏
通讯作者：
鈴木昭宏

Supernova shock breakout and related topics

超新星冲击爆发及相关话题

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Akihiro Suzuki;Toshikazu Shigeyama;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏;鈴木昭宏
通讯作者：
鈴木昭宏

低光度ガンマ線バーストの流体モデルと爆発的元素合成

低光度伽马射线暴和爆炸性核合成的流体模型