日時:毎週水曜日午後1時30分より
場所:5階お茶部屋(539)
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Nomura & Millar 2005 (arXiv:astro-ph/0505126)
Project Planet Thunder
Media:Kyoto AP seminar suwa 2008 10 08.pdf
First Starの末路は?
10^5 M_sunのガスハローのなかに 10^2 M_sunの星形成雲ができる。
現在では、低密度では分子、高密度ではメタルのガスがCoolingに効いているのだが、 初期はメタルもダストもないのでCoolingが効きにくく、LyαがおもなCooling Source。 最終的にはわずかに形成されるH2分子の2->0回転順位で、512K。 重水素があると1->0順位があるので、50Kくらいまで減らせる。
しかもダストがないので、輻射圧で支えにくく、大きな星ができる。
$\frac{dM}{dt} \sim \frac{{c_s}^3}{G} \propto T^{\frac 3 2}$
メタルがあるとWindが出る。そのため、死ぬときの星は30Msun以上にはなれない。 メタルはLine opacityで加速される。(Line加速は重要、おもしろい、外側だけとばせる)
回転をいれると、対流がおこるのでよりMasslossしやすくなるだろう。
130-260M_sunの星は、pair-instability supernovaにより、一気に星がつぶれる。 そのときシリコンに火がついて星が飛ぶ。 -500Msunでは、押し返せない。それ以上だとShockすらたたず、全体がBHになる。
このような星の内部は、 photoelectropaircreation, disintegration of 56Fe electron capture などの領域に到達することがあり、そうなるとBHが一気にできる。
ふつうの20M_sunくらいのSNは、disintegration of 56Feと electron captureで爆発している。
pair-instability regionはMarginaly Unstableなので、90M_sunくらいだと安定・不安定が交互におこってPulsationをおこす。これが大量のMass Lossをひきおこし、濃いCloudをつくっておくことで、運動エネルギーを急速に光に変換できる。最近見つかっている2N型等のとても明るいSNはこのpair-instability SNになる。
Pair-instability-SNは元素番号が偶数番目の元素をよく作る。?!(Heger Woosley 2001)
2次元SPHとかで、FLDでRadiative Transferをとく。
250M_sunは爆発する。 300M_sunはBHになる。この領域ではすべての元素がPhotodissociateして陽子と中性子しかなくなる。
中心にBHができてそれがエネルギーを吸うので変換効率は悪い。ただしやっぱりエネルギーは大きい。
3次元SPH
ニュートリノや重力波を見るには、個々の爆発は小さすぎる。 しかし、全宇宙のFirst Starの積分で背景輻射ができれば。
全バリオンのうちPop3に参加する割合は?
=>Black Hole形成時のニュートリノ輻射を見る場合、全重力エネルギーの0.5%くらいの回転が入っていたほうがニュートリノ放射は1桁増える。
electronutrinoは電子と相互作用するので、あまり内側からはでられない。 mu, tauニュートリノは衝突する相手があまりいないのでより星の内部から出てくる->温度が高い。
Mchand = 1.4Msun
GRBとAssociateしたSNを見れる。
First Starはより状態方程式がやわらかいため、非球対称な爆発を起こしやすく、重力波を出しやすい。また、普通の星は中性子縮退圧で支えるところを、First Starはふつうにガス圧で支えられるため、より密度が低い時代に重力波を出す。すると周波数が低い重力波が出る。
発表ファイル media:2008kyoto_seminor_enoto_080709.pdf
ダイナモ機構の説明。 中性子星はマグネターとパルサーの2種類にわかれ中間の強さの磁場がないのが不思議である。
差動回転が強いと対流は安定化されて起こらず、星全体が差動回転ダイナモによりコヒーレントな磁場をもつ。 一方対流が起こったときは磁場は (乱流スケール / 星の大きさ) 程度に細分化されランダムに足し合わせられるんで 磁場の強さが桁でおちる。この様にしてマグネターとパルサーが分化した。
という理論だったんだけどMRIが現れて過去のものとなりましたとさ。
Siming Liu, Vahe Petrosian, and Fulvio Melia ApJ 611 L101-L104 (2004)
V.Petrosian and S.Liu, ApJ 610 550 (2004)
J.G.Kirk and O.Skjaeraasen APJ 591 366 (2003)
Y.Lyubarsky and J.G.Kirk 2001 APJ 547 437
C.F.Kennel and F.V.Coroniti 1984 APJ 283 694
F.C.Michel 1982 Rev.Mod.Phys. Vol.54 No.1
中心のSMBHはBHの合体とaccretionにより進化
BBHsの周りに回転する円盤を考える。CircumBinary Disk
CBDから、中のBBHsへのガス流入を考える。 CBDがあると、Hubble timeで合体できる。