樫山和巳「マグネターからの重力波について」

Report
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
Einstein eq.

線形化
TT gauge
wave eq.
4重極公式
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
SGR?AXP?
about 15 sources 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
Giant flare : peak luminosity~ 1045-46 erg/sec
duration Δt ~ 0.2 sec
tails lasting minutes
Magnetars

Theory
SGRs and AXPs = Magnetars in our galaxy
SGR 1900-14
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
progenitor starの磁場がanomalousに大きい??
定常放射の起源
内部の磁場の解放?
Repeat Burstの起源
crust quake ??
詳しくはわからないことだらけ!
Flareのエネルギー源
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??
GWs From Magnetars
1. New born magnetars
2. SGR flares
3. and more?
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?
(Stella et al 2005)
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。
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)
強い重力波!
星の変形?
(ioka 2001)
Current observation of GW from SGR
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)
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?
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
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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?)
まとめ
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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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