﻿1. ソフト名 ： ブラックホール/中性子星 連星合体シミュレータ

2. 概要
　ブラックホールや中性子星の連星が合体する様子を表示するシミュレータです。合体で生じた重力波や、重力レンズ効果によって歪んだ天体の様子も表示します。

　2つの恒星が共通の重心の周りを重力的に結びついて公転し合っている天体系を「連星」といいます。恒星は寿命を迎えると、その質量によっては、超新星爆発し、ブラックホール（BH、Black Hole）や中性子星（NS、Neutron Star）になる場合があります。連星の２つの恒星が両方とも寿命を迎えると、どちらもBHになる場合、どちらもNSになる場合、BHとNSになる場合に分かれます。
　連星は、どの場合でも長い年月の間に公転のエネルギーが次第に失われ、公転軌道が小さくなり、最後には衝突・合体が起こります。これを「連星合体」といいます。合体直前には大質量星が高速で公転するため、一般相対性理論で予想された「重力波」が発生します。この重力波は、2015年に米国のLIGO（ライゴ）によって初めて直接観測されました。
　BH連星合体では合体後大きなBHになりますが、その質量は単純な足し算ではなく、放出された重力波のエネルギーの分だけ質量が減ります。BH・NS連星合体では、NSがBHに吸収される形になり、合体後BHになります。NS連星合体では、合体後の質量がおよそ2.5太陽質量以下ならNSのままですが、それより大きくなると重力崩壊しBHに変化します。また、重力波を観測すると、その波形から、どの連星合体なのか、それぞれの質量と合体後の質量はいくらかなどの情報を得ることができます。
　このシミュレータでは、連星の種類や質量を変えたときの合体の様子をアニメーションで表示したり、発生する重力波をイメージ表示したり、観測される重力波の波形をグラフ表示したりすることができます。また、重力による空間の歪み（重力レンズ効果）も表示することもできます。

3. 操作
・画面右側にある操作パネルの中の【天体A】と【天体B】について、各設定スライダーを使って初期設定します。
・「天体種類」スライダー：ブラックホールか、中性子星かを選びます。
・「質量」スライダー：太陽質量（M☉）の何倍かを決めます。
・「スピン」スライダー：自転の速さを決めます。単位aはBHのスピンの大きさを表す。
・「降着円盤」スライダー：降着円盤の半径を決めます。単位はRs（シュバルツシルト半径）
・初期設定が終わったら、画面をクリックする（「モード切替」スライダーを再生にする）と、連星合体アニメーションが再生されます。
・再生中、画面をクリックする（「モード切替」スライダーを設定にする）と、再生が一時停止します。停止中は設定値を変えることができ、また、左下の「時間」スライダーで自由な時間に設定することができます。
・画面左上に、「重力波による空間の歪みの変化」グラフが表示され、観測される重力波の波形を表します。歪みの量は、１０億光年先で合体が起きたときに観測される量として表しています。
・画面上部に、天体A,Bと合体後の天体の各情報が表示されます。
・その他の操作について
　「重力波」：重力波のイメージ表示・非表示
　「事象の地平面」：ブラックホールの事象の地平面表示・非表示
　「重力レンズ・円盤」：重力レンズ効果と降着円盤の表示・非表示（重力レンズ効果の計算ではPCにかなりの負荷がかかります。表示が遅すぎるときは非表示にしてください。初期値は非表示）
　「開始時刻」：合体の何秒前からアニメーションを開始するか
　「再生速度」：アニメーションの速度を調節
　「描画解像度」：重力レンズ効果の解像度を調節。（表示が重いときは解像度を下げてください）

4. 留意点
・重力波の大きさを求めたり、重力レンズ効果による空間の歪みを表示したりするときは、一般相対論から導かれる式を近似的に使って数値計算しています。
・天体が合体するときの形状の変化は、イメージしやすいようにかなり誇張しています。
・重力波は実際には空間全体に広がっていくのですが、イメージしやすいように、平面に伝わる波の形で表しています。
・NS連星合体の際、周りに大量の物質が放出されますが、その表示は行っていません。

5. HP : https://nitto21.oops.jp/kyozai/index.html
　HPでは、Web上で実行できるバージョンも公開しています。このバージョンでは様々なOSのPCやタブレット、スマホでも実行可能です。

6. 連絡先 : nitto21@hotmail.com

7. 取り扱い種別 : フリーソフト

8. 動作環境
　・ＯＳ : Windows10、11
　・タイプ : デスクトップ、ラップトップ、タブレット
　・ポインティングデバイス : マウス、タブレット

9. 開発ソフト : Unity6.3

10. 実行方法
　zipファイルを解凍してできた「BinaryMerger」フォルダ内の「BinaryMerger.exe」ファイルをダブルクリックするだけで実行できます。インストールの必要はありません。不要になったら「BinaryMerger」フォルダごと削除してください。
（※実行するとき、「WindowsによってＰＣが保護されました」という警告が出ることがありますが、「詳細情報」→「実行」とクリックしていくと実行できます。）


