三次元数値計算と模擬実験による重力崩壊型超新星爆発メカニズムの解明

通过三维数值计算和模拟实验阐明引力塌缩超新星爆炸机制

基本信息

批准号：
08J05773
负责人：
中野わかな (2009)
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Tohoku University (2009)Waseda University (2008)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J05773/
关键词：
重力崩壊型超新星衝撃波中性子星ニュートリノ原始中性子星

项目摘要

本研究では、重力崩壊型超新星の爆発メカニズム、並びに爆発時に形成される原始中性子星のキック・スピン現象の解明を目的として、定在降着衝撃波の不安定性(SASI)の三次元数値流体シミュレーションを行っている。昨年度は、主に回転がSASIに与える影響と、SASIが原始中性子星のキック・スピン現象とどのようにかかわっているかについて調べた。本年度は、SASIが原始中性子星に与える運動量について統計解析を試み、2009年の9月に行われた天文学会で発表した。また、回転SASIのデータを使って、共同研究である重力波の解析も行った。中性子星は重力崩壊型超新星が爆発した後に形成される天体であり、周期的な電磁パルスを放出する観測可能な天体である。中性子星は、平均400km/sで並進運動しており、爆発前の星よりも速い固有速度を持っている。この現象を中性子星キックと呼ぶが、そのメカニズムはよくわかっていない。本研究では、中性子星キックが爆発の非球対称性によるものであり、その非球対称性はSASIによるものであると考える。SASIが原始中性子星に与える運動量を調べ、その統計的な性質を明らかにすることで、観測結果が示す統計的性質と比較する。もし、SASIが原始中性子星に与える運動量の統計的性質が、観測結果が示すものと同様であれば、爆発時にSASIが発生している可能性をより強く示唆することができる。SASIの直接観測は、ニュートリノや重力波による観測の可能性が提案されてはいるが、現時点では困難であり、中性子星キック現象との関連を示すことで間接的にSASIの存在を示すことは大変意義がある。

在这项研究中，我们对静止吸积冲击波不稳定性（SASI）进行了三维计算流体模拟，旨在阐明引力塌缩超新星的爆炸机制以及爆炸过程中形成的原中子星的踢旋现象。是。去年我们主要研究了自转对SASI的影响以及SASI与原初中子星的踢旋现象的关系。今年，我们尝试对 SASI 赋予原中子星的动量进行统计分析，并在 2009 年 9 月举行的天文学会会议上提出。我们还开展了联合研究，利用旋转 SASI 数据分析引力波。中子星是引力塌缩超新星爆炸后形成的天体，是发射周期性电磁脉冲的可观测天体。中子星的平移平均速度为 400 公里/秒，并且具有比爆炸前的恒星更高的内在速度。这种现象称为中子星反冲，但其机制尚不清楚。在本研究中，我们认为中子星反冲是由于爆炸的非球面对称性造成的，而非球面对称性是由于 SASI 造成的。通过检查 SASI 赋予原中子星的动量并阐明其统计特性，我们将其与观测结果显示的统计特性进行比较。如果 SASI 赋予原中子星动量的统计特性与观测结果相似，则强烈表明 SASI 可能在爆炸期间发生。已经有人提出利用中微子或引力波直接观测SASI，但目前还很困难，而且很难通过展示与中子星反冲现象的关系来间接证明SASI的存在。