天体衝撃波における高強度コヒーレント放射についての数値的研究

天体冲击波高强度相干辐射的数值研究

基本信息

批准号：
20J00280
负责人：
岩本昌倫
金额：
$ 3.08万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J00280/
关键词：
無衝突衝撃波プラズマ不安定高エネルギー天体粒子加速

项目摘要

本研究の目的は、天体衝撃波からの高強度コヒーレント放射を第一原理数値シミュレーションを用いて解明することである。この放射は近年では高速電波バーストをはじめとした高エネルギー天体の放射機構として応用され、注目されている。この第一原理数値シミュレーションは膨大な数の粒子全てに対して運動方程式を解くため計算コストが極めて高いが、本研究は2022年度のHPCI若手課題として採択され、名古屋大学の「不老」を利用することで十分な計算資源を確保することができた。この成果は査読付き国際学術誌The Astrophysical Journalから出版されている。本年度は前年度から引き続き「富岳」成果創出加速プログラム「宇宙の構造形成と進化から惑星表層環境変動までの統一的描像の構築」に参加して富岳を利用し、イオン・電子系での３次元相対論的衝撃波計算を行った。この数値計算結果の解析はすでに終了しており、現在は投稿準備中である。また、2021年9月から2023年3月までコロンビア大学のLorenzo Sironi助教のもとに長期滞在して、国際的な共同研究を行った。Lorenzo Sironi助教のポスドクであるEmanuele Sobacchi氏とも協力し、共著論文として査読付き国際学術誌Monthly Notices of the Royal Astronomical Societyから出版した。さらに高強度コヒーレント放射と天体プラズマの非線形相互作用についての第一原理数値シミュレーションを行い、この成果は第一著者としてMonthly Notices of the Royal Astronomical Societyに投稿済みである。

这项研究的目的是使用第一原理数值模拟从天文冲击波中阐明高强度相干辐射。近年来，这种辐射已被用作高能天体的辐射机制，包括高速无线电波爆发，并引起了人们的注意。该第一原理的数值模拟非常昂贵，因为它求解了所有大量粒子的运动方程，但是这项研究在2022年被选为年轻的HPCI任务，并且通过利用Nagoya大学的“ Furo”系统，确保了足够的计算资源。这项工作已由同行评审的国际杂志《天体物理学》发表。今年，我们继续参加Fugaku成就生成的加速计划，“从宇宙的结构和演变形成到行星表面环境的变化”，并使用Fugaku执行三维相对性的冲击波计算。该数值计算结果的分析已经完成，目前正在准备提交中。他还从2021年9月至2023年3月在哥伦比亚大学的助理教授洛伦佐·西罗尼（Lorenzo Sironi）陪同下呆了很长时间，并进行了国际合作研究。他与Emanuele Sobacchi合作，博士后助理教授兼助理教授Lorenzo Sironi，发表了由Peer评审的皇家天文学学会的每月通知书的共同撰写的文章。此外，我们对高强度相干辐射和天体等离子体之间非线性相互作用进行了第一个原理数值模拟，并以前已将这一发现作为第一作者提交给皇家天文学会的月度通知。

项目成果

期刊论文数量（24）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ポツダム大学(ドイツ)

波茨坦大学（德国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Wakefield Excitation and Associated Particle Acceleration in Relativistic Collisionless Shocks

相对论无碰撞冲击中的韦克菲尔德激励和相关粒子加速

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masanori Iwamoto;Takanobu Amano;Yosuke Matsumoto;Shuichi Matsukiyo;Masahiro Hoshino
通讯作者：
Masahiro Hoshino

Mildly relativistic magnetized shocks in electron-ion plasmas - II. Particle acceleration and heating

电子离子等离子体中的弱相对论性磁化冲击 - II。

DOI：
10.1093/mnras/stab220
发表时间：
2021
期刊：
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
影响因子：
4.8
作者：
Ligorini Arianna;Niemiec Jacek;Kobzar Oleh;Iwamoto Masanori;Bohdan Artem;Pohl Martin;Matsumoto Yosuke;Amano Takanobu;Matsukiyo Shuichi;Hoshino Masahiro
通讯作者：
Hoshino Masahiro

3D PIC Simulation of Coherent Emission from Relativistic Shocks

相对论激波相干发射的 3D PIC 模拟