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磁気流体数値実験による相対論的ジェットの物理状態の解明

通过磁流体动力学数值实验阐明相对论射流的物理状态

基本信息

批准号：
22K14032
负责人：
大村匠
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

相対論ジェットの終端に形成される電波ローブは, 超高エネルギー宇宙線の加速源として期待されている. しかし，宇宙線加速を論じる上で重要なジェットのプラズマ組成や磁場，温度，密度といった基本的な物理量に強い制限がついていない．そこで本研究では，電波観測との精密な比較を行うことでジェットの物理状態を解明することを目的とする．本年度は，非熱的放射をモデル化するために既存の磁気流体シミュレーションコードに宇宙線の空間及びエネルギー時間進化を解くソルバーを開発した．コードの応用課題として，銀河団内で観測されるWide-angle Tiled電波銀河における宇宙線乱流再加速現象の解明を試みた．その結果，電波スペクトルの空間構造の再現には乱流再加速が必要不可欠であること，及び，近傍の電波銀河では将来の硬X線観測の可能性があり，再加速効率を制限しうることがわかった．本成果は学術論文にまとめAPJに投稿し現在査読プロセス中である．また，国内・国際研究会にてそれぞれ１報ずつ発表し，Leiden大学（蘭）ではセミナーを行い高い評価を得ることができている．年度後半では，相対論ジェットの宇宙線加速機構解明に迫るべく，乱流再加速に加え衝撃波加速の物理を加えたモデル構築の検討をおこなった．本成果に加えて，ジェット内部での電子と陽子の温度非熱平衡を考慮したシミュレーションを実施し，２報学術論文として投稿した．また，偏波放射模擬観測に特化した数値コードを共同研究者との開発を行い，渦状電波に適応し論文を出版している．

In contrast, the terminal formation of the solar system is expected to be the source of acceleration of cosmic rays. Cosmic ray acceleration is important in theory. It consists of magnetic field, temperature, density and basic physical quantity. This study is aimed at clarifying the physical state of radio waves. This year, the evolution of non-thermal radiation in space and time of cosmic rays has been solved. The problem of cosmic ray turbulence reacceleration in the Milky Way is discussed. As a result, it is necessary to reaccelerate the turbulence in the reconstruction of the spatial structure of the radio wave, and the possibility of future hard X-ray detection of the nearby radio wave Milky Way is limited. This paper is submitted to the Chinese Academy of Sciences. The National and International Research Institute has published a report on Leiden University (Lan), which has received a high evaluation from the National and International Research Institute. In the second half of the year, the relative theory of cosmic ray acceleration mechanism was solved, and the turbulence reacceleration was added. The results of this paper are as follows: 1. The temperature of electrons and cations in the interior of the body is not in thermal equilibrium. 2. The paper was published by the co-researcher on the development and application of eddy wave simulation.