ニュートリノ輸送の下での中性子星-ブラックホール連星の合体後発展

FOUCART Francois; FOUCART Francois; O’CONNOR Evan; O’CONNOR Evan; ROBERTS Luke; DUEZ Matthew D.; HAAS Roland; HAAS Roland; KIDDER Lawrence E.; OTT Christian D.; PFEIFFER Harald P.; PFEIFFER Harald P.; SCHEEL Mark A.; SZILAGYI Bela

文献

J-GLOBAL ID：201502220817529062 整理番号：15A0967331

ニュートリノ輸送の下での中性子星-ブラックホール連星の合体後発展

Post-merger evolution of a neutron star-black hole binary with neutrino transport

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資料名：
巻： 91 号： 12,Pt.A ページ： 124021.1-124021.31 発行年： 2015年06月
JST資料番号： D0748A ISSN： 1550-7998 CODEN： PRVDAQ 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

完全に一般相対論的な流体力学コードの枠組みで,ニュートリノの影響を調べることができるSpECコードの新しいモジュールを与えた。ニュートリノは,その分布関数の最初の2つのモーメント(エネルギーとフラックス)を用いたM1定式化によって形づくった。特に,シミュレーションの高コストを避けるため,エネルギー独立なコードバージョンに制限した。SpECにおけるM1アルゴリズムの実装の詳細を記述し,その有効性を検証した。ニュートリノ輸送に対してこの方法を用い,完全な一般相対論におけるブラックホール(BH)-中性子星(NS)連星の合体後発展のシミュレーションを初めて与え,BH-NS合体後の降着円盤形成相を調べた。無次元スピンχ_BH=0.8の1.4MのNHと7MのBHの合体の既知の一般相対論におけるシミュレーションを初期データとして用いた。ここで,Mは太陽質量を表わす。ニュートリノを扱うより簡単なリーケイジ(leakage)スキームと比較し,円盤の中およびまわりの中性子対陽子比,およびニュートリノルミノシティーに顕著な差があることを示した。ニュートリノの空間分布は,相対論的効果によって著しく影響された。短い時間スケールでは純粋なニュートリノ駆動流出物を観測しなかったが,円盤の環状化中に極領域に少量の物質(3x10^-4M)が放出された。ほとんどの物質は,円盤形成の初期に放出され,かなりの中性子過剰であった。r過程元素合成を通じて,極領域に高不透明度のランタニドが生成され,電磁過渡現象の光曲線に影響を与えうることを示した。また,シミュレーションの終わりまでに,円盤の大部分は中性子過剰であったが,その外層はより高い電子割合であることを示した。長い時間スケールでこのような物質は円盤流出物により制限されないので,また,後の時間では構成物の発展は緩やかなので,円盤形成相中に起こる電子割合の変化は,ニュートリノ駆動および粘性駆動流出物からの元素合成物に影響しうると議論した。最後に,ニュートリノによる運動量輸送による実質的粘性は,合体後降着円盤における磁気回転不安定性の成長に強い影響を与えそうにないことを示した。

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宇宙論 , 流体動力学一般 , 一般相対論及び重力理論

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