Hydrodynamics of a Rotating Gas Disk Associated with Outflows

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初年度に確立した、密度・圧力・速度が全て一様な流れを円筒座標で打ち切り誤差なしに数値シミュレーションする手法を、一様な磁場がある場合に拡張した。磁場の時間変化を記述する誘導方程式だけでなく、数値的に発生する磁気単極子を取り除く放物型消去法にも、数値セルの中心と表面で方位角が異なることを陽に取り入れるのがこの手法の要諦である。この方法が有効であることは、磁気衝撃波管問題により確認した。またデカルト座標を用いた数値シミュレーションにより、磁化したガスの塊が落下し円盤に衝突する場合を調べた。ガス塊が円盤の厚みより大きい場合、円盤と衝突した部分だけが減速され、磁力線がU字に折れ曲がる。曲げられた磁場は円盤との衝突で一時的に減速された部分を加速し、放出する。磁場が降着するガスを減速する効果はよく知られているが、加速し放出する機構を指摘したのは初めてである。この結果は査読付き学術雑誌で発表した。さらに降着するガスがの一部が細長く延びた構造を示す原始星DG Tauについて、流体力学モデルを構築し、ALMA望遠鏡による分子輝線観測との比較について国際共同研究を行なった。暖かく希薄なガスの中を低温度で濃い分子ガスの塊が落下すると、潮汐力によりガス塊が細く延びる。この流体モデルは、分子輝線から求めた形状や運動速度を定性的に再現する。潮汐力が働くのは落下するガスが周囲に対して高い密度比を持つとともに、初期落下速度が遅く抗力が小さい必要があることも見出した。この結果は国際学術誌に投稿査読中である。