Upload
others
View
1
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
��������� �������������
� � � ������������ �606�8502 ������ �������e-mail: [email protected]
��������� ���� ��������������� �������� !"#$% &'()*+,-#./�01234 456 789:&;'9<=����� !"2>?�#� &'()*@ABC2DE�F+GHI���� JK6 LM�NOP�QRSTUVW# &'()*@ABC2XYZ[�F���� \]^�^��_`'a�b &'()*@ABCc'd�e�#fgh6 ijk lQRSm 9:&;'9<=2n��F+Ho#�4� pq��r�f32st ��
1. �������
�������� �������� ��� !"��#$%&'(#�)*+,- . �)/0���12!"3�45)67� �8� 9:5';��<)- . 67� 9:�0=>$?@A%<)-�����B�C ��6 D�EFG3�> F�HI/(#�)�1- �J�0� �3�K��H. !L �M3N�)O��P3$Q#RS5)� O��PT���3"�# �� �UVWXY5)�2-��� �T�Z[\]^��#0� _` a"Hbc'()�3-
[1] d �eZ[\]^f g1049 erg
[2] hi j Z[\]^f g1051 erg
[3] O�3$)k�Z[\]^f g1053 erg
l(l(H!mnWoQ#9:�p) 0� [1]
"�<?� qrs'5)�#t3u/vwx��sv� Hls)- .(3�ssl'y���0#t3�)�$r���<)z�H!" {|�v}~�<)- .(3��� ��5�# Z[\]^ �"�? [3] "� 0� ��^���3$Q#� h��j��/()�4- �3��)$,3� ��^���0���3��#�K�v���<)- �v�3� [3] Z[\]^0���� �3RS/()%��� O��&Z[\]^�<)- ����)�� ��� ���,��0� �K��H%���3'�W�z5���
�1 �EF3F�/(#�)���0�� s3���/(#�?� �H�zQ6 0 1054(�vQ#�)- .(3��� �B�C0 1162(L�(�<)- "�?� �C� 0z ���W9:�6l¡�0v%� ¢£ F�s'¤)�6� �¥�'()-
�2 �,!" �¦§�¨©��#� xrª�K«¬3$Q# ChandrasekharK�W��6�*�3��#+®�¯,°H¬±��H �5)� ��,� H<)- z ¦§�¨©0 IaT��� �¦§�¨©�¥�'(#�)-�J�0z ¦§�¨©3"�#0²-³y� �3´?Hv�µ?� O��PT���W¶3����·%-
�3 ��+¸¹ Z[\]^ ���º� O�.v»� �<)H� /¼�v �zz�0��v�-�4 Z[\]^��#0d00½�<)H� 1�@�0|v)- !" d� �T�Z[\]^H eV23v 3��#� ��^���0MeV�<)- q1�@��#0� d�0��^��� 100s' 1,000423�A� �<)-
$5E6 2011( 6E276
��������
2. ���������
��� ���������� 1934��Baade� Zwicky�������� ������ !1)"���#�$!����%%��""&�' ()*� +,-./0�1%�2��34��52.1 �� ��������5 67�8�9%�' �&:�;#<"$=>?@A#BCD�"�����' EF G��1H �"�,IJ�K �%� 99�5 10 M� LM����M�N OP M�#Q1��' 5 67 RS�8�9%�� TUL:N#VCD� ��D4� W�: �&RQX�,Q &�Y' �K,�Z[\C����=>?@A#BCD�"��&],% 5"(&%��$(�!��^,� _` E�EF G�����1H � &�� " #G��a�bH ��1H �c��P���' 5 (&�BC� !��d�e (56Fefgg134 Hef4n)� � " �Z[\C h�i&j��i&�� &'��=>?@A#k%�X�7D��K�'l%�&�W�:������m�i (e�f(Z,
A)gnef(Zn1, A))��]' ""&BC� !�oAp/q�=>?@A#rst��$(%'�X�7D� " �G��a u(Y&��2.2 �������������G��a�6v��w� ������%x� ]I,� " G��a�%1(&QyI_�%�5&�,% ���:�� (z1014 g
cm�3){^�,��:�����|��}~� ]I,��6 " �]' z0.6n0.8 M� �Wu������VC� ' 5 !"�9%���#�VC� � " ��#��$$�I�%M�#
&'D� Q$" ��#���#(])��"��&] �' ���#<"D"��&]� " #���������bH$_$' R� ��,����������-./0��*� ,%"��{�*K_�,��%� ,�,K�' " ��# Q1�+=>?@A�BC�� 1051 erg,�, ��' " =>?@A��oAp/q-����.� LLnz1053
erg s�1; Ln��oAp/qd�N ����k� �$(%' ��#�/�&�(��$( &�� ����,� �' ""(&�.��$�$_0�#�!�,_�!�oAp/q�����&��2.3 �� �!"#�$%������""(&�oAp/q�G1&��"��%I
�_34�]!�' 23�G1,�]#D� �""_K&�� Wu�����4&��oAp/q���.��J5&���' ��6��YQ��&��oAp/q������J5�,� 5 78�� ��7e&]� �oAp/q.���� ���m�i (pfe�gnfne)
����6v &' .�9� Q�n �T6 LT�c�N���� ""& ��%�:¡�;=¢p£¤A&��"�#¥�' T�r�1 Lr�6�N �,� &' Q�n �r�6�,� 5 �<$�' �oAp/q��9��oAp/q�m�i9 L=��' nfnegpfe�N ����¦3� �oAp/q���>=D�!§' Q�n zLn r�2�r�2���� L�oAp/qd��6���K)¨�&��"�#?%!N .�����@Y\�!�"�(Q�n ©Q�n )#ª«¢6��bH " ��Y' ª«¢6��YQ �&�.�A¬&��&���A¬&��"���_� L 1®¯N�oAp/q���A¬�,� �' �w_K
100 km,�B !�"�&' ��#�CDD�
�5 ® �,�°±oA�$�' ® E² 2�4#³´�9I�6 µ¶&�' ·¸FG,¹�ºI,�» ��
H 104¼ H 6½ 277
�� 200�300 km������ ��� ��������������������������� ��� �� !"!#��$%�&����'� ��&()'����*���+,�-"��. )�/0�1&��������23. )�/0�1�45��6�*/0�1�*�"��. 7"� 8-��)�/0�1�9:;��� ����<!"�����=>�?@���AB�/CD/EF�GH&IJ��.
3. ��� ������
�K��7#L#*�����;��M�4N���. OP����!"�� Q��RQ�*��S>#�T*��� ��U;�VWX�� Y� Z[\�]^ &_�)����)�`a!W"bc#T#�de0Cfg;hi&jk!>�. $P����!"�� ��� %l&mn��o�"bc#�� Y��p&&q'��r�&s(��V�"bc#T#�Q�*�����. t#a� �K���;�M-M-�)�"��ut�v"�"bc#�*�*w+&H������.)-��v"&,x�;y>;�� T�z{-
�;�.|��� /0}~&#�����*�./0}~&�>>,���1*2���� 3�&{��)=���. 3�45���� 3@�� �"�� 3@�� �� 1@��} 7
@�45����. )-&��;{�)��45��F�]��.|�*��� 6� &�!"�&�7���8����. �K���}~&�>>,�9:*�'��tRT�7���)�������� ��;�6� &��)����.8�X�� �� 1@�� �"�� 2@�� �� 1@��} 4@��#��7���)�����.�6���'&�!"7,� ��� 3�
&;<��T;�� �{�)�����`>;*���� 21=�;>�"�����. ��t��\���?@;A��>}~g��&#�"}~&��5)�8)� ��xt�GH;B�C��. ��!*�� ��>GH;�7.*���!*���? 8-���)��S>�� ���� �����D�� �����.
� 1 ��� ���E��. eFF¡`aT�G����� H¢�s(��£G�����s(��*�.
�7 9�� ��t��I£���. ¤J�K¥�¦� (§9 M�), ¨��R©Lª�TM�«&¬�'®N/�1F/[\�/¯���«�°#�`>*��� Q�O±���P²��/0�1�����)��Q³7-"��9). !�!� )-�R´*I���"M�«�Q�O±�ST&{q��T���*�. #�� r�¤�fµf"U¶&+V;>-�X�� ��·¸¹]Wº;»!"���&()���>GHTQ³7-"��10). )-�BU7�;¼X�8�*Wº���.
YZ½Q 2011[ 6½278
������������ ���������� �������������������� !"�#$������%& �'(���)�* ������� �� � ��"(�� +�,�+(�-.,/0 1�2�3�4 � 5�16�7 �)�*
4. ��������� ���
8��9�:;� �� � �<��(=��������+>�?/@(��11)�13)* �A � �� �>B������>����������+'@C�@<��� (�=�������D���EF����* GA+�H��� �IJ�KLMN��OP����16�> �@��?A���* $�:,(IJ�KL@:���<��(=�>Q?A��/�RS@���*4.1 ����@ � ���T (!U>"V)�* WV XB��Y��#$%8��,WV ���&$�)�* �Z '[��\]^ _(Y`�����)�a ��bW!@:��c*!A����� dZ �@:��c*!A����)�* e �A?��� $f?��������g+�,h�gi��V* XB��Y�j;���� � ��Y��-.@/klm?A��������g+0nopqr����s1�,h�2'>)�* ��� ���&$����� � t3�>��@:��u',h?A��m������>v45(6w _xy^7z+����{a @8�|{+$���+>�'� ����9}�g+�,h��+>�'���)�* ��"V����:@���&$�����#,>�������g+�,h�@ ~;�)�*4.2 ����������� (Standing Accre-
tion Shock Instability; SASI)
��T �)���� '[�t3�><���
=��<V+ �?(�* 8�=>!A����T �+��� SASI+��A��T �>)�*�A � <���t3�@����?!A���� �*z@��A*@����T �)�� +�,���)�* SASI 6��������t3�@����BC��+>C?A��14)>�2003�@��@���������BC��T ��)��+>E!A�15)* ���T �@:;� �H���T (t3�>�<��(=���V:,@(;� ��>?8C��m��>Q?A?8>DE!A�* ��>��� ���T �� �@ 0�@�@2n*4.3 ��� ��F��G`���!>H�C�!��<��/
?I'nJA�* �G>��!�� �KL@:�������^�>�n(;� �H������V����� �!n(�16)* �/�� ���h�XB��Y�/?��M@(����N�@:���G�%8�������g+>,>�� +�,EF�!A���17)* ��� �!+�G>�|@I'�:,(!� ��c*� ¡�>�?!A� ¢^£O���`����O¤��¥��:,(PQ¦R@V(>�D���)�18)* �G`�!+������+�§¨ �-©S�TU>)�+ª«�-.,*4.4 �� !"#$ %&�'(GA� � 1@¥N�\�¥¬^� $,(�����/���n* �16���¥N�\�¥¬^@ I'nV��"V��W>)�*WV � XB��Y� _+G�jXa �-.®¯+��°/(�±�� _²y] I+C�a� �,WV Y6w�¥N�\�¥¬^�³,±�� _²y] IIa �)�* ²y] I � ����N�Z[@\´>µ]¶!A·¸>�^@¹@(�>� �����_ºC�.V�·¸�³«(�������s1�»�I�²�+C��/(�* GA@��²y] II ·¸>�^@`¼@(�>»�I�²�(�@·¸�³,�+>
a 104u a 6½ 279
������� I�� ������������������������������� �� �!"#$���� %&'�()*+������#,#,���-� �� .���/�0 %&'�()*+��12343�5673� 0 89:3�;�-� �19), 20) <312��� 212�/=��>��?��@� A-�B�CD �12E:�/F�3GA=HB?��A0�IJ�� ����� I�������K�3L���M�3 NO��&'�()*P��/F�3QR�# 0 8#$����� II��S �GABA03���M�� TU 212V4���0&'�()*�W�X�Y?A0���Z[����\�]^��Z[��� -�_%�`�M�21)�24)� A->Z[��� <aY�b-� c !�B�0@ �QR���M� 0c!�de8� �f� K���d�dgh�� � #$�QR�# 0�F�=c!�"i��� �j���k?� 1l��C-C-3SF#��� �mnB��
5. ���������
5.1 � ��������������AA�� o#�C-C-��� �p$0q�r�s�#�9:mn�S8� %tuvw'x�vyz�S88!�&'�()*�W�X�Y?A03�{��M�A0�4�|�#� }�r�~� �W�X!&��TU 212 ��TU 312 �U 112 612!&�0�F��� �'�Y?�(� #$ .�3���M�� C-C-� Isotropic Dif-
fusion Source Approximation (IDSA)25)0 8.��� #� A.�� &'�()*)*��
�+����?�����+8,)0�-V��-�./B�,)0��)�� �-�-�� �+���� ��01 ����Y?.��M��8��� q�r�23�vw'x�vyz9:�� �|��� q�r����z��/F���43�� ������./�� ?3 300
km560Ae���[��� �¡��40��5¢3vw'x�vyz��# <£ 2¤¥@� A-�B��|�#/8� q�r���� 0 8A-��¦S§¨�6©�� 9:�M�� D�ª� &'�()*� -��7�����S80 ��4���[����56 C��8«¬���./� u��GAB�
£ 2 {9:�U;� <{3=®�¯fF����>°�5¢3±�²-�� ?³���4�@�A��k= ��z�´ 100 ms
&����[��� �¡��4�0µ=BCF� ��
�8 ¶·0����h¸�¹º.� (Flux Limited Diusion; FLD)�. � FLD~���h�� �¹º.�0�-./C���D#B/8�»¼�sB3 IDSA��)*���E5»¼�sB�
FG½� 2011� 6½280
5.2 ��������������������� ������������������� ��� �� �!"�#$%&'()*�+���,(-.�/0(123� �4�5 3� �������(13��6�7*�� /089:��;��<=�>3��� ?��,(@��/0(1<�� A�
B� C�:DE�F�G�H�=� “ray-by-
ray-plus”��3IJ�(��� ��IJ�� �F�G�H�=�KLM�N(/0%*IJ�7*� �O�� C�:DE�FP�Q*P�R��S�=�TUM�V WX��=�*���IJ�YZ,��=� [\]�Q3�^$_�`a(�=�* ��S�=�� C�:DE�b�U � c�X����I�� ��3���7*� �� ]��d�efgh�=�=ijk,l]�;4fm�n.=�><=�*op�� ��IJ��q%*O63�?��/0��� rs������t���u
K(�������v3����4*� w 3
�7*xy�z�:{| �(}%�9� ~���L�� z�:{|��f� ���f�H�C�:DE����-�X (Q�n �r�2)z�:{| -�*�+� ���(���=�-����������3`a��4=�*� ��Q3�`a�������7*�10��� �������uK���%*� A��Q<=� �t�������4�N(�X��� ~���L�rs����C�:DE�����*o�� ���x���%*����4*Q3��*� A��"C�:DE���!�������4���;4f��*�O�A���� QX� �����!"()Q3�
����op�!��rs�k��<�7� �eU�"�* ������� *��?����A�c¡���Q<=¢4�.¡�%£��~���L�¤����� w 4�� !��rs�c¡~���L>��¥�x�(}%�11� “1D”�¦�=7*������ ��� “2D”�?��
w 3 §¨�9c¡ 110 ms©�z�:{| ��ª�H�=�*o��rs��#$�7�*� ~���L («100 km)�rs� («300
km)������V��=�*%l�)=W�*�
�9 �z�:{|�����¬%*� [\]8��C®��� �t�¯°(&%��z�:{|(�*������ ���� rs��Q<=P±��*���z�:{|²V�1��*��� rs�#���!�(³'%*���(´��+�7*�
�10 2)* µ%�`a( <=�*�+� ������7*��11 �����¶�� 7*xy t�rs���<��t�xy t·DT�~���L�¤����4� ¥�x�� DT(t)
���� ?��/0�H�=�� rs���L¸¥��eU�TU�¹º%*��� TU+»(1<��
¼ 104¢ ¼ 6½ 281
�������� �� ����������� ����������� ���� ������ !"#�$% &��'()�*+��� ,-*+.� /#0!���,01������$% &��23�45������ �+!6789:;< 100 ms=>�12?�@���A��� "#0!BCD�EF &��� ����!BCD�GH:IJ���K��L��&M��5��$%N #?M� OP�Q�R�K���5������ L���Q����S5����5�!� BCD�TU VW QXR�
�� )Y1��� Z[ 2\]^_ `+ �1����!BCD!ababc����5.d� Q����?.�5����5 �+�"#�$% &��� ����!L�� efg����Q����hi*+� &M$�j�klmnopqr\hi�(�����`+�!� ����!BCD!a�?��s��Nt�� [ 5 u:nvwmxy���z{\|R [ 2�L���}~! 300 km�a������M��\�d�1?�.BCD�� ����!EF1�s���������+�Nt� BCD���! SASI��� &��L���!6(5 ����M� � ��� �5��1�����BCD!��� Z�&`IJ 1,000
km_ \��1� `��W��o�:� ?��1��� �+!�� 6(��h��� ����� ����!��x� ���6(5 �M�������!OP¡>�/¢ £�� `1�BCD���\¤¥R�23OP�¦§¨�£������ 1.���� BCD���!©?�g� ��??����?�ª�R�����(�Nt��«¬�+� *�� �+�®�!¯z1.� �°¬�Nt��±
[ 4 Q����z{ £�²�L�����³%�� ´�²��������� �µ´�M��!BCD�GH:IJ&M��W ª�1.�� �¶
�12 89:;< 100 ms=>?�!L�������BCD�IJ!*�a ����
[ 5 u:nvwmxy���z{ `+·+¸��89:;< 100 ms, 200 ms, 300 ms, 450 ms �¶R�
¹º»¼ 2011½ 6»282
6. ������
����� ����������� �������� ����� ����������������������� �!�"#$%& �'()&*�%+�,-./�#0%�� �1!234��� &53%678� ���� 9��6�6�: ;�!<%�=>� �? @3%�����AB+CD#EF%G*������H��&I8�6.1 ��"JK��L����#������!<%� ��MN)O!�*� 6� P�*�4�%��� �Q����MN)O� 1051 erg�<%� R�#�� �S�!�TU� �!F�&*�%"JK��L�4�%��MN)O� 1049�L 1050 erg"#��%�#�*�����V#�H%$%W�&'&X(�� YZ$H����<%� [�\#� "�L*L#%�]�4 3V^JK�_3` 1051 erg�9���%�� &�8a���b�bcF%� d)��2Y&�4���� ������ &@34�%� e�# 3V^#$�`*f+ g,#!-�+�,-./� h.�/!%678� �i�L� /�.�V^#0Ljk���0 1051 erg
s�1"#�<% �� 3V^ g,##0 4l*mn!1:��`op�#+�,-.#0 4�%MN)O���:�%� ���� 1051 erg
��MN)O��%#�� 12qr nst�3u&�S� n#*0�&rv��&�L��� ���� 2V^�L 3V^#��6F��4'*��� �5L��<78� ��! 4�8� �*0f+=]#0wh.6:/�$%AB+CD�@3%78!<%� kx y9%&�4� z{$%W� :+#0 4;|*��}����*~%� &�8��-�!<=*�4�
%19)!� ����>!���6.2 � ��/&�X(!<%!� "JK��L�4�
% ������ �� �S��]��#?@$%!Aa�B�C`$qr�����13� x�w�z{$%W�� Aa�D���L�� 6� �����������<%� oE#�H�08#� �����aF�!$%W���'$%�����<%� ���� �G ���������x���Aa!�D�HF4���$%W����:$H4!�����)&� 4��8� �����������<%� ERL:��0w�����|�$AB+CD!5L�#��`� ���YZ��%&�I*�%�6.3 ������Aa GJK"����6LM NO!�
�� �P� 2 M� aF��x$%W�!�2*�26)� GJK"� Q�$H�R�!��:� �� [�\#� �� ���� ���������4�%GJK"�27) �x$%W� o�aF��1.9 M�� �R��Q��4����0w���$%W���%�v#�0w��� GJK"����%78!<%� �6�6�����AB+CD#E�4GJK"� ¡S%�0:�� 4����!� ��GJK"����%&���#::�%� &�8T¢�<%28)� *L#U£�¤V!78&*�%�
� ����� �? W¥VX kN��&#���
�$� ¦Y§¨ ©Z[\§ª� «]¬? ®^ ¯°� _`Ma°� M. Liebendorfer °� S.
C. Whitehouse°#±²����$� �¬�_���JK kN�³bcXd XT4�e�*~4��6����� o´#� ���µ�$%¶·�f34��6��¸¹ g°#±²����$�
�13 �S�!?@$% �]h Aai#!>!%�&��Dº!>!%�v� �S�gj MN)O!-�4�%�F�����&#k»�
l 104¼ l 6½ 283
� � � �
1) Baade W., Zwicky F., 1934, Phys. Rev. 46, 76
2) Bethe H. A., 1990, Rev. Mod. Phys. 62, 801
3) Kotake K., Sato K., Takahashi K., 2006, Rept. Prog.
Phys. 69, 971
4) Janka H.-T., Langanke K., Marek A., Martınez-Pinedo
G., Muller B., 2007, Phys� Rep. 442, 38
5) Liebendorfer M., Mezzacappa A., Thielemann F.-K.,
Messer O. E., Hix W. R., Bruenn S. W., 2001, Phys�Rev� D 63, 103004
6) Rampp M., Janka H.-T., 2002, A&A 396, 361
7) Thompson T. A., Burrows A., Pinto P. A., 2003, ApJ
592, 434
8) Sumiyoshi K., Yamada S., Suzuki H., Shen H., Chiba
S., Toki H., 2005, ApJ 629, 922
9) Kitaura F. S., Janka H.-T., Hillebrandt W., 2006, A&A
450, 345
10) Sagert I., Fischer T., Hempel M., Pagliara G., Schaner-
Bielich J., Mezzacappa A., Thielemann F.-K., Lie-
bendorfer, M., 2009, Phys� Rev� Lett. 102, 081101
11) Wang L., Howell D. A., Hoich P., Wheeler J. C., 2001,
ApJ 550, 1030
12) ����� 2010, �� 103, 60
13) �� �� 2010, �� 103, 672
14) ����� 2010, �� 103, 109
15) Blondin J. M., Mezzacappa A., DeMarino C., 2003,
ApJ 584, 971
16) Yamada S., Sato K., 1994, ApJ 434, 268
17) Kotake K., Yamada S., Sato K., 2003, ApJ 595, 304
18) Takiwaki T., Kotake K., Sato K., 2009, ApJ 691, 1360
19) Murphy J. W., Burrows A., 2008, ApJ 688, 1159
20) Nordhaus J., Burrows A., Almgren A., Bell, J., 2010,
ApJ 720, 694
21) Buras R., Janka H.-T., Rampp M., Kifonidis K., 2006,
A&A 457, 281
22) Burrows A., Livne E., Dessart L., Ott C. D., Murphy J.,
2006, ApJ 640, 878
23) Suwa Y., Kotake K., Takiwaki T., Whitehouse S. C.,
Liebendorfer M., Sato K., 2010, PASJ 62, L49
24) Bruenn S. W., Mezzacappa A., Hix W. R., Blondin J.
M., Marronetti P., Messer O. E. B., Dirk C. J., Yoshida
S., 2009, AIP Conf. Proc. 1111, 593
25) Liebendorfer M., Whitehouse S. C., Fischer T., 2009,
ApJ 698, 1174
26) Demorest, P. B., Pennucci T., Ransom S. M., Roberts
M. S. E., Hessels J. W. T., 2010, Nature 467, 1081
27) Lattimer J. M., Douglas Swesty, F., 1991, Nucl. Phys. A
535, 331
28) Marek A., Janka H.-T., 2009, ApJ 694, 664
Probing the Explosion Mechanism of
Core-Collapse Supernovae with
Neutrino-Radiation Hydrodynamics
Yudai SUWA
Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto
University, Kitashirakawa Oiwake-cho, Sayo-ku,
Kyoto 606�8502, Japan
Abstract : How do supernovae explode? This hasbeen a long-lasting problem in astrophysics. Inthe explosion mechanism of supernova, neu-trinos play some important roles. Therefore, inorder to investigate the explosion mechanism weshould solve the neutrino-radiation hydrodynam-ics. We have recently developed a new code andbecome to be able to perform axisymmetricsimulations including neutrino radiation transfer.
�� 2011� 6284