Transcript 樫山和巳「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
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時空のさざ波
Einstein eq.
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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
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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
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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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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。