動的恒星系渦状腕が駆動する星間媒質の相転移過程における磁場の役割

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今年度は以下の3つの事項について研究をおこなった。・(局所分子雲形成)　素過程(化学反応と光子追跡・熱過程・自己重力)を考慮した3次元磁気流体シミュレーションをおこない，形成される高密度クランプの統計的性質に普遍性があることがわかった。この結果はThe Astrophysical Journalで査読付き論文(Iwasaki & Tomida 2022)として出版された。・(恒星多体系ソルバーの開発) 公開コードAthena++にParticle-Mesh法の実装をおこなった。具体的には，粒子質量を格子に内挿し，格子上で重力ポテンシャルを求め，得た重力を粒子位置に内挿する。この手法は格子細分解法を用いた場合に，恒星が自分自身の重力ポテンシャルから力(自己力)を数値的誤差のために受けるという深刻な問題があった。今年度は，自己力を低減するために，格子幅が変わる境界付近での恒星質量の格子への内挿法を改善した。その結果，自己力が5分の1となり，恒星運動のエラーが削減された。・(静的渦状腕を考慮した大域銀河円盤シミュレーション) 富岳を用いて大域銀河シミュレーションをおこなった。恒星多体系の重力ソルバーが開発中なので，静的渦状腕を考慮した。富岳の節電などがあり計算が想定通りに進まなかったが，パーセクスケールの分解能での分子雲形成・進化をとらえた大域シミュレーションのテスト計算を実施した。その結果，渦状腕へのガスの集積による分子雲形成や超新星爆発による銀河規模のアウトフロー駆動などの先行的結果を得た。