大質量星の重力崩壊に伴う 重力波放出への回転の影響
DESCRIPTION
大質量星の重力崩壊に伴う 重力波放出への回転の影響. 国立天文台理論研究部. 黒田 仰生 固武 慶 滝脇 知也. CfCA Users’ Meeting 2012, H24/12/12. 0. 研究目的. 重力崩壊型超新星爆発 (CCSN) の爆発機構を解明する上で 観測と理論の融合は不可欠. 光. ニュートリノ. 重力波. 1. 計算手法(コード説明). コードの特徴 KT , Kotake & Takiwaki , ApJ , ’12. Metric (BSSN 方式 ) - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: 大質量星の重力崩壊に伴う 重力波放出への回転の影響](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/56814f53550346895dbcfbd3/html5/thumbnails/1.jpg)
大質量星の重力崩壊に伴う重力波放出への回転の影響
黒田 仰生固武 慶
滝脇 知也
国立天文台理論研究部
CfCA Users’ Meeting 2012, H24/12/12
![Page 2: 大質量星の重力崩壊に伴う 重力波放出への回転の影響](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/56814f53550346895dbcfbd3/html5/thumbnails/2.jpg)
重力崩壊型超新星爆発 (CCSN)の爆発機構を解明する上で観測と理論の融合は不可欠
光
ニュートリノ
重力波
0. 研究目的
![Page 3: 大質量星の重力崩壊に伴う 重力波放出への回転の影響](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/56814f53550346895dbcfbd3/html5/thumbnails/3.jpg)
コードの特徴 KT, Kotake & Takiwaki, ApJ, ’12
1. 計算手法(コード説明)
KT & Umeda,’10① Metric (BSSN 方式 )② 相対論的 (M)HD ③ 3次元 Nested grid (or AMR)④ ニュートリノ輻射
( 冷却項 (leakage) + 加熱項 (truncated method))
Sekiguchi,’10
Shibata+,’11
€
Gαβ = 8πT αβ
≡ 8π T fluidαβ +Tradiation
αβ( )
![Page 4: 大質量星の重力崩壊に伴う 重力波放出への回転の影響](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/56814f53550346895dbcfbd3/html5/thumbnails/4.jpg)
Progenitor: Woosley & Weaver, ‘95 の 15MsunEOS: Shen eos (Shen+,’98)+e-e++photon(+neutrino)
1283cells の 9 段階多層構造 (dxmin~450m)初期の密度にランダムな摂動を与える。( 1% の振幅)計算は天文台 Cray XT4 (512core) で ~1.3ms/1day
1. 計算手法(初期条件)
今回は重力波への回転の影響を見る為に4つのモデルを用意
€
ϖ 0 =1000km
€
Ω0 = 0,π
6,π
2,π (rad / s)
Hegar, ’05 によると最大で Ω0 〜 1 (rad/s)
![Page 5: 大質量星の重力崩壊に伴う 重力波放出への回転の影響](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/56814f53550346895dbcfbd3/html5/thumbnails/5.jpg)
400km
![Page 6: 大質量星の重力崩壊に伴う 重力波放出への回転の影響](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/56814f53550346895dbcfbd3/html5/thumbnails/6.jpg)
2. 回転による重力波放出の違い
AII
AI
x
z
Type I Signal (Dimmelmeier,’02)
![Page 7: 大質量星の重力崩壊に伴う 重力波放出への回転の影響](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/56814f53550346895dbcfbd3/html5/thumbnails/7.jpg)
3. 回転による重力波スペクトルの違い
系内で起こった爆発の場合、 高速回転( Ω>pi/2 )でないと (S/N)>10 とはならない。回転軸から観測した場合も、十分観測可能。
![Page 8: 大質量星の重力崩壊に伴う 重力波放出への回転の影響](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/56814f53550346895dbcfbd3/html5/thumbnails/8.jpg)
3. 回転による重力波スペクトルの違い回転軸 赤道
高速
回転
バウンス直後
後期
赤道方向 回転軸 〜 1000Hz 〜 200Hz
(l,m)=(2,0)
どこからでているのか?
![Page 9: 大質量星の重力崩壊に伴う 重力波放出への回転の影響](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/56814f53550346895dbcfbd3/html5/thumbnails/9.jpg)
3. 回転による重力波スペクトルの違い高
速回
転
R<20km 20km<R<60km R>60km回転軸方向への重力波放射の放射源の空間分布
Ω=pi
Ω=0
Ω=pi/2
![Page 10: 大質量星の重力崩壊に伴う 重力波放出への回転の影響](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/56814f53550346895dbcfbd3/html5/thumbnails/10.jpg)
€
log ˙ ̇ I xx2 − ˙ ̇ I yy
2 + 2˙ ̇ I xy( )2
3. 回転による重力波スペクトルの違い
〜 200Hz の強い放射は One-armed Spiral wave が起源
![Page 11: 大質量星の重力崩壊に伴う 重力波放出への回転の影響](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/56814f53550346895dbcfbd3/html5/thumbnails/11.jpg)
3. 回転による重力波スペクトルの違い
200Hz の物理的意味
〜 200Hz は Acoustic mode の周回のタイムスケールから決定音速は回転の影響を受けないと考えると、 音速からの嵩上げ部分が回転の速度を反映(?)
![Page 12: 大質量星の重力崩壊に伴う 重力波放出への回転の影響](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062305/56814f53550346895dbcfbd3/html5/thumbnails/12.jpg)
4. まとめ
回転が早い程、回転軸方向へと強い放射コアバウンス直後には〜 1000Hz 帯〜 10ms 以降はスパイラル波から
数百 Hz 帯へ放射振動数は Acoustic wave の時間スケー
ルより決定