超大規模計算と超高精度観測で解き明かすブラックホールジェットの駆動機構と多様性

通过超大规模计算和超高精度观测揭示黑洞喷流的驱动机制和多样性

• 批准号: 21H04488
• 负责人: 大須賀 健
• 金额: $ 26.04万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04488/
• 关键词: ブラックホール; ジェット; 降着円盤; 数値シミュレーション; ブラックホールジェット; 大規模数値シミュレーション; 高精度観測

ブラックホール降着円盤と、そこから噴出するジェットの一般相対論的輻射磁気流体力学シミュレーションを実施した。ここでは、多様なブラックホール天体のうち、特に光度の大きな天体をターゲットとしている。ブラックホールのスピンパラメータを変えたシミュレーションを実行した結果、スピンパラメータが大きいほどエネルギー変換効率が高いという結果を得た。特に、ポインティングフラックスによるエネルギー放出が、ブラックホールスピンに強く依存することがわかった。無回転ブラックホールの場合、降着円盤は主に輻射でエネルギーを失うが、高速回転するブラックホールの場合、ポインティングフラックスによるエネルギー放出が、輻射によるエネルギー放出を超える。これはブランドフォード・ナエック機構によって、ブラックホールの回転エネルギーが磁場を介して引き抜かれているためと解釈できる。ブランドフォード・ナエック機構が、高光度降着円盤でも有効に働くことを実証したのは本研究が世界で初めてである。また、輻射場を高い精度で算出するタイプの一般相対論的輻射磁気流体力学シミュレーションを実施し、近似法を導入した従来のシミュレーションと結果を比較した。その結果、円盤の回転軸付近で輻射場が大きく異なることがわかった。高精度なシミュレーションで得られた輻射場は比較的等方であるが、近似法を駆使したシミュレーションでは、円盤に垂直な方向に輻射が流れやすいことが分かった。近似を用いた従来の計算法でも、円盤や円盤風の大まかな構造を知ることはできるが、ジェットの加速など、回転軸近傍の現象を正確に解くには精度の高い新たなシミュレーションが必要であることが明らかになった。

するジェットの一Radiation magnetohydrodynamics of general phase theory.ここでは, 多様なブラックホールcelestial body のうち, 特に光度の大きなcelestial body をターゲットとしている. Results , スピンパラメータが大きいほどエネルギー変Change efficiency is high and the result is high. Special, ポインティングフラックスによるエネルギーrelease . In the case of non-returning turrets, falling tsunami main radiant radiating radiant, high-speed return turretsルの occasion, ポインティングフラックスによるエネルギーrelease が, radiation によるエネルギーrelease を超える.これはブランドフォード・ナエック组によって、ブラックホールの回転エネルギーがMagnetic field を Introduction して cited き抜かれているためとsolved 釈できる. There is a ブランドフォード・ナエック mechanism and a high-gloss reduction plate. The effect of this study is the world's first chapter.また, radiation field をHigh precision で calculation するタイプのradiation magnetohydrodynamics of general phase theory シミュのシミュレーションとRESULTSをComparisonした.そのRESULTS, 円 Disk の绢axis pays close でradiation field が大きくdifferent なることがわかった. High-precision radiation field comparison using the isometric method and approximation methodしたシミュレーションでは、円盘にvertical directionにradiationが流れやすいことが分かった. Approximate を Use いた従来のcalculation method でも, 円円盘风の大まかなstructure を知ることはできるが, ジェットのAccelerationなど, The phenomenon that the axis is close to the axis is correct and the accuracy is high and the new one is necessary.

项目成果

Event Horizon Telescope Observations of Supermassive Black Holes

事件视界望远镜对超大质量黑洞的观测

• 发表时间: 2022
• 作者: The Event Horizon Telescope Collaboration;Kawashima Tomohisa; et al.;秦和弘;Kazuhiro Hada
• 通讯作者: Kazuhiro Hada

The Response of Black Hole Spark Gaps to External Changes: A Production Mechanism of Rapid TeV Flares?

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac35da
• 发表时间: 2021-08
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: S. Kisaka;A. Levinson;K. Toma;Idan Niv

Structure of the super-Eddington outflow and its impact on the cosmological scale

超爱丁顿外流的结构及其对宇宙尺度的影响

• DOI: 10.1093/pasj/psac001
• 发表时间: 2022
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: Botella Ignacio;Mineshige Shin;Kitaki Takaaki;Ohsuga Ken;Kawashima Tomohisa
• 通讯作者: Kawashima Tomohisa

Radiation hydrodynamics simulations of line-driven AGN disc winds: metallicity dependence and black hole growth

线驱动 AGN 盘风的辐射流体动力学模拟：金属丰度依赖性和黑洞生长

• DOI: 10.1093/mnras/stab2214
• 发表时间: 2021
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: Nomura Mariko;Omukai Kazuyuki;Ohsuga Ken
• 通讯作者: Ohsuga Ken

超高解像度電波観測で明かすSMBHの実態

通过超高分辨率射电观测揭示SMBH的真相

• 发表时间: 2021
• 作者: Gorbunov D. I.;Nomura T.;Ishii I.;Henriques M. S.;Andreev A. V.;Doerr M.;Stoter T.;Suzuki T.;Zherlitsyn S.;Wosnitza J.;秦和弘
• 通讯作者: 秦和弘