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マグネターからの重力波について

マグネターからの重力波について. 京都大学　博士課程 1 年　樫山和己. 内容. 重力波について . マグネターについて . マグネターからの重力波について . 議論 . 重力波の イロハ. 時空の さざ 波 4 重極 公式. Einstein eq. w ave eq. 線形化 TT gauge. エネルギー密度の 4 重極モーメント が時間変化すると重力波が発生 . 重力波の 振動数 ＝ 4 重極モーメントの振動数 . 地上での重力波観測 (+ 計画 ). 宇宙での重力波観測計画. Magnetars. Observation

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マグネターからの重力波について

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Presentation Transcript

  1. マグネターからの重力波について 京都大学　博士課程1年　樫山和己

  2. 内容 • 重力波について. • マグネターについて. • マグネターからの重力波について. • 議論.

  3. 重力波のイロハ • 時空のさざ波 • 4重極公式 Einstein eq. wave eq. 線形化 TTgauge エネルギー密度の4重極モーメントが時間変化すると重力波が発生. 重力波の振動数 ＝ 4重極モーメントの振動数.

  4. 地上での重力波観測(+計画)

  5. 宇宙での重力波観測計画

  6. Magnetars • Observation SGR？AXP？ about 15sources in our galaxy or LMC Persistent emission： luminosity～1034-35 erg/sec quasi-thermal@～10 keV Burst ：peak luminosity～　1042erg/sec duration Δt～ 0.1 sec Giantflare ： peak luminosity～ 1045-46 erg/sec durationΔt～ 0.2sec tails lasting minutes

  7. Magnetars • Theory SGRs and AXPs = Magnetars in our galaxy Very strong magnetic fields!! (Spin down luminosity is not enough for the emission !) 　 星外部dipole磁場1014-15Ｇ　?　星内部toroidal磁場1016-17Ｇ　? 磁場の起源 　　　　形成時のマグネターは高速回転(～msec)　→　α-Ωダイナモで磁場増幅？ or progenitorstarの磁場がanomalousに大きい?? 定常放射の起源Repeat Burstの起源Flareのエネルギー源 内部の磁場の解放？crust quake??磁気圏での大規模な磁気コネクション？ or 　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 星の変形による重力エネルギーの解放？? 詳しくはわからないことだらけ！ SGR 1900-14

  8. GWs From Magnetars １. New born magnetars ２. SGRflares ３. and more？

  9. 生まれたてのマグネターからの重力波 • 生まれたて → prolateで高速回転(～msec)？ • 角運動量fixで回転エネルギーを小さくする. 　→ 慣性モーメント大の方が安定. 　→ 星内部の散逸過程により回転軸と磁軸が垂直に？ 　→ 4重極モーメントの時間変化最大. Virgo clusterで1/yr？advanced LIGOでS/N～10？ point :重力波放射,磁気双極子放射,wind放射の競合でスピン進化が決まる. 実際はどうなっているか？まだわからないことだらけだろう。 （Stella et al 2005）

  10. フレア時のマグネターからの重力波 • フレアの際には内部（外部）の磁場構造が大きく変化. 　→ 星の構造が変化.“地震” → 4重極モーメントが時間変化. 　　（変化の時間スケールは何で決まるか？） Point : フレアにともないマグネターの周期が増加する. 角運動量down↓or 慣性モーメントup↑ Wind? Transfer? （Thompson et al,2000） 星の変形？ （ioka 2001） 強い重力波！

  11. Current observation of GW from SGR

  12. マグネターの数値計算 • 木内さんらの数値計算はすごそうだ. • 近い将来、「マグネターの地震による重力波波形のテンプレート」なんてことまでできるようになる？ (Yasutake et al 2010)

  13. 現状と妄想 • マグネター地震学（seismology)への道のりは遠い? • Stacked methodでoptimisticなモデルが　　　　　棄却されるか否かのレベルまできた. → 重力波観測でastrophysicsの時代は近い? • フレア時の重力波の振動数はDECIGO帯かも? • SGR,AXPの電磁波放射と関連付け、フレアとの相関 • 強磁場を重力波で生成?(GW-EM wave resonance?)

  14. まとめ • マグネターは全然わかっていないソース。 • マグネターからの重力波はある意味いつ受かってもおかしくはない。 • マグネターの物理を明らかにする上で重力波は 重要なツールになりえる？ • でもわからないことだらけ。 • 数値計算による貢献がありそうな気がする。 • 解析的な仕事でもまだまだ面白いことができるはず。

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