Study of State Transition Process in Active Galactic Nuclei based on Radiation Magnetohydrodynamic Simulations

基于辐射磁流体动力学模拟的活动星系核状态变迁过程研究

• 批准号: 20H01941
• 负责人: 松元 亮治
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H01941/
• 关键词: 活動銀河中心核; ブラックホール; 降着円盤; X線観測; 輻射磁気流体計算

国立天文台の計算機XC50に実装した１次モーメント法に基づく高次精度輻射磁気流体コード CANS+Rにコンプトン冷却の効果を組み込んで、降着率がエディントン降着率の10%程度まで上昇した場合の巨大ブラックホール降着流の大局的3次元輻射磁気流体シミュレーシを実施した。その結果、降着率増加に伴ってブラックホール近傍の移流優勢で光学的に薄く、高温の硬Ｘ線放射領域の外側にトムソン散乱に対して光学的に厚く、コンプトン冷却された領域が形成されること、この領域の温度が0.1-1keVになり軟X線強度が増加することが示された。この計算により、活動銀河中心核（AGN）のうち、広輝線が観測される1型と観測されない2型の間の状態遷移が発生する Changing Look AGNの増光時に観測される軟X線放射領域の形成機構を明らかにすることができた。さらに降着率が高くなると円盤が輻射圧優勢になって準周期振動が励起されることが示され、2021年11月に開催された IAUシンポジウムで発表した。ブラックホールの回転の効果を調べるため、一般相対論的輻射磁気流体シミュレーションを実施し、ブラックホールの回転速度が上がるにつれて、噴出するジェットの成分が輻射エネルギー優勢から磁気エネルギー優勢になることを示した。また、電子温度とイオン温度の違いを考慮した一般相対論的２温度磁気流体コードを構築した。将来の精密X線分光に向けて、X線分光器単体の性能試験と検出器較正を行い、要求性能を満たすことを確認できた。また、次世代の精密X線分光器の読み出し方式の実証実験も行い、分光器の性能を最大限に引き出して、原子分子の分光に関する実験的な成果をあげることにも成功した。

The computer XC50 of the National Astronomical Observatory is equipped with the first-order radiation magnetic fluid system. The three-dimensional radiation magnetic fluid system is implemented in the case of the high-order radiation magnetic fluid system. As a result, the increase in the reduction rate is accompanied by an increase in the migration advantage near the optical thin, high temperature and hard X-ray emission area outside the scattering, the formation of the optical thick, high temperature and cooling area, and an increase in the soft X-ray intensity in the temperature range of 0.1-1keV. The calculation of AGN is based on the change of AGN's brightness and brightness, and the change of AGN's brightness and brightness is based on the change of soft X-ray radiation field. In November, 2021, the IAU started to develop a new system of quasi-periodic vibration excitation. The effect of radiation and magnetic fluid on the recovery of the fluid is adjusted. The relative radiation and magnetic fluid system is implemented. The recovery speed of the fluid is increased. The composition of the fluid is adjusted. The radiation and magnetic fluid system is improved. In general, electron temperature and temperature variations are considered in the construction of magnetic fluid temperatures. In the future, X-ray spectrometer unit performance test, detector calibration, and required performance test will be conducted. In addition, the next generation of precision X-ray spectrometers has been successfully demonstrated in the implementation of the emission mode, the maximum performance of spectrometers, and the related achievements of atomic and molecular spectroscopy.

项目成果

Changing Look AGNにおける軟X線放射領域の輻射磁気流体シミュレーション

变视 AGN 中软 X 射线发射区域的辐射磁流体动力学模拟

• 发表时间: 2020
• 作者: 五十嵐太一;松元亮治;加藤成晃;高橋博之;松本洋介;大須賀健
• 通讯作者: 大須賀健

Evidence of an interaction between jets and intra-cluster magnetic layer

喷流与簇内磁性层之间相互作用的证据

• DOI: 10.1038/s41586-021-03434-1
• 发表时间: 2021
• 期刊: Nature
• 影响因子: 64.8
• 作者: J. O. Chibueze;H. Sakemi;T. Ohmura;M. Machida;H. Akamatsu;T. Akahori;H. Nakanishi;V. Parekh;R. van Rooyen;T. and T. Takeuchi;2021

Radiation Magnetohydrodynamic Simulations of Sub-Eddington Accretion Flows in AGNs: Origin of Soft X-Ray Excess and Rapid Time Variabilities

• DOI: 10.3847/1538-4357/abb592
• 发表时间: 2020-09
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: T. Igarashi;Y. Kato;H. R. Takahashi;K. Ohsuga;Y. Matsumoto;R. Matsumoto

大規模PICシミュレーションによる衝撃波粒子加速

使用大规模 PIC 模拟的冲击波粒子加速

• 发表时间: 2022
• 作者: Fujishiro Kakeru;Tokuda Kazuki;Tachihara Kengo;Takashima Tatsuyuki;Fukui Yasuo;Zahorecz Sarolta;Saigo Kazuya;Matsumoto Tomoaki;Tomida Kengo;Machida Masahiro N.;Inutsuka Shu-ichiro;Andr? Philippe;Kawamura Akiko;Onishi Toshikazu;松本洋介
• 通讯作者: 松本洋介

超臨界中性子星降着流の降着率依存性およひ?磁場強度依存性の研究

超临界中子星吸积流吸积速率依赖性和磁场强度依赖性研究

• 发表时间: 2020
• 作者: 井上壮大;大須賀健;高橋博之;朝比奈雄太
• 通讯作者: 朝比奈雄太