スパコンで迫る宇宙最大规模の爆発现象の谜―ガンマ线バーストのマグネター仮説の検証―

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 木内建太 基础物理学研究所特任准教授(兼:ドイツ?マックスプランク重力物理学研究所(Max Planck Institute for Astrophysics)グループリーダー)は、柴田大 同教授(兼:同所長)、関口雄一郎 東邦大学教授らと共同で、スーパーコンピューターを使用し、連星中性子星合体の世界最高解像度の第一原理シミュレーションに成功しました。これにより、連星中性子星合体が引き起こす宇宙最大規模の爆発現象ショートガンマ線バーストはダイナモ機構と呼ばれるメカニズムによって駆動されることを明らかにしました。その発見以来、50年以上にわたって宇宙物理学の重要未解決問題とされてきたガンマ線バーストの駆動機構を解明する画期的な成果で、波及効果は宇宙物理にとどまらず、原子核物理、素粒子物理学にも及ぶと予想されます。

 2017年、二つの中性子星からなる连星が合体し、重力波とガンマ线帯域で突発的に辉く天体(ショートガンマ线バースト)が世界で初めて同时観测されましたが、どのような物理机构でショートガンマ线バーストが駆动されたのかを明らかにするには精緻なシミュレーションが必要です。

 本研究成果は、2024年2月15日に、国際学術誌「Nature Astronomy」にオンライン掲載されました。

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(左)放出物質の電子モル比、(中央)密度等高面と磁力線(紫)、(右)磁場強度等高面(提供:林航大 マックスプランク重力物理学研究所研究員)
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研究者のコメント

「2009年顷より连星中性子星合体の研究に携わり始めました。それ以来、重力波の直接観测や连星中性子星合体の初観测など観测的に目まぐるしい発展がありました。一方、スーパーコンピューターも京を経て富岳へと目覚ましい発展を遂げています。重力波を含んだマルチメッセンジャー天文学が急速な発展を遂げる时代に、スーパーコンピューターを駆使してショートガンマ线バーストの大きな谜に挑戦できたことは大変兴奋するとともに夸らしいことです。宇宙では、地上では起こり得ない兴味深い现象が沢山あります。今后も挑戦的な研究课题に取り组んでいきたいと思います。」(木内建太)

研究者情报
研究者名
木内 建太
研究者名
柴田 大
书誌情报

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【书誌情报】
Kenta Kiuchi, Alexis Reboul-Salze, Masaru Shibata, Yuichiro Sekiguchi (2024). A large-scale magnetic field produced by a solar-like dynamo in binary neutron star mergers. Nature Astronomy, 8(3), 298–307.