高精度3次元数値計算による、銀河中心の非一様・多相星間ガス構造と活動性の解明

使用高精度 3D 数值计算阐明星系中心不均匀多相星际气体的结构和活动

• 批准号: 12740128
• 负责人: 和田 桂一
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: National Astronomical Observatory of Japan
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12740128/
• 关键词: 数値シミュレーション; 銀河; 星形成; 超新星; 銀河中心; 流体力学; 星間ガス

活動的銀河中心核(AGN)や銀河中心領域の爆発的星生成は、銀河形成や銀河の進化にとって、非常に重要なプロセスであるが、その発生の原因、進化過程については観測的にも、理論的にも多くの未解決の問題があった。本研究では、銀河中心領域での星形成とガスダイナミクスと、AGNとの関連について注目した。これまで、AGNのモデルとして「ダストトーラスモデル」が広く受け入れていたが、このトーラスの正体、すわわちその構造、サイズ、成因と構造の維持メカニズムは全く分かっていなかった。われわれは、高精度の3次元流体シミュレーションにより、銀河中心近傍の巨大ブラックホール(太陽質量の100万〜1億倍)近傍100パーセク以内の星間ガス構造の大局的シミュレーションを行った。超新星爆発からのエネルギーフィードバックを考慮し、基礎方程式(質量、運動量、エネルギー保存式、ポアソン方程式)を、256×256×128格子点を用いて解いた。エネルギー保存式では、星間ガスの現実的な冷却関数を用いて、低温ガスから高温ガスまで正しく扱った。その結果、銀河中心の巨大ブラックホールのまわりに両面がくぼんだ凹レンズ状のガス構造が準定常的に形成されること、その非一様な複雑な内部構造(高密度のガス塊やフィラメント、低密度のホールから成る)、そして爆発的星形成からのエネルギーフィードバックにより、銀河中心ブラックホールへの質量降着率が数倍大きくなることを明らかにした。また、このようなガス構造が形成されるため、ブラックホールとそのごく近傍の熱い降着円盤からなる、AGN本体に対する遮蔽効果は、視線方向と円盤との角度によることを定量的に明らかにした。この結果から、爆発的星形成を伴った、2型Seyfertの観測で示唆されるの水素原子の柱密度を再現するためには、視線方向が、円盤の極方向から60±10度以上であればいいこと、ただし、視線方向に対して柱密度に2桁にもなる大きな分散がある、ということを始めて明らかにした。

The Active Galactic Core (AGN) is the star formation of the Milky Way center field, the formation of the Milky Way and the evolution of the Milky Way, and it is very important.プロセスであるが, その発生の之cause, evolutionary process については観measured にも, theoretical にも多くの不solved のquestion があった. This study focuses on the relationship between star formation and AGN in the galactic center field.これまで、AGNのモデルとして「ダストトーラスモデル」が広くReceivedけ入れていたが、このトーラスの正体, すわわちそのstructure, サイズ, genesis and structure のmaintenance メカニズムは全く分かっていなかった.われわれは, high-precision 3-dimensional fluid シミュレーションにより, a huge ブラックホール (sun) near the center of the galaxy The mass of 1 million to 100 million times) is the overall structure of Star Star within 100 パーセク. Supernova explosion is considered, the basic equation (mass, amount of motion, エThe ネルギーpreserved formula, the ポアソン equation)を, and the 256×256×128 grid point を are solved using いて.エネルギーstorage type では, Hoshima ガスの箟's な cooling off number を use いて, low temperature ガスから high temperature ガスまで正しく扱った. The result of the その, the huge structure of the center of the galaxy The internal structure of the quasi-steady に forming されること and the その不一様な曑な (high-density のガス片やフィラメント, low-density のホールから成る), そして発's star formation からのエネルギーフィードバックにより、Galactic center ブラックホールへのThe mass reduction rate is several times larger きくなることを明らかにした.また、このようなガスstructuralが Formationされるため、ブラックホールとそのごく close proximity の热い下円盘からなる、The AGN body has a shading effect, the sight direction and the angle of the plate have a quantitative effect.このRESULTから, Explosive star formation を companion った, 2-type Seyfert の観measurement でINDICATOR されるのhydrogen atom のcylinder density を するためには するためには するためには が、円盘のpolar square To the から60±10 degrees or more であればいいこと, ただし, sight direction に対してpillar Density に2桁にもなる大きなdispersion がある、ということをstart めて明らかにした.

项目成果

K.Wada, C.A.Norman: "Obscuring Material around Seyfert Nuclei with Starbursts"The Astrophysical Journal. 566. L21-L24 (2002)

K.Wada、C.A.Norman：“用星暴遮蔽赛弗特核周围的物质”《天体物理学杂志》。

K.Wada: "Numerical Models of the Multi-phase ISM with Stellar Energy Feedback on a Galactic Scale"The Astrophysical Journal. 546. 172-186 (2001)

K.Wada：“银河尺度上具有恒星能量反馈的多相ISM数值模型”天体物理学杂志。

K.Wada: "Formation of Cavities, Filaments,and Clumps by the Non-linear Development of Thermal and Gravitational Instabilities in the Interstellar Medium under Stellar Energy Feedback"The Astrophysical Journal. 540. 797-807 (2000)

K.Wada：“恒星能量反馈下星际介质中热和引力不稳定性的非线性发展形成空腔、细丝和团块”《天体物理学杂志》。

K.Wada, J.Koda: "Multi-Phase Gas Dynamics in a Weak Barred Potential"Publications of Astronomical Society of Japan. 53. 1163-1170 (2001)

K.Wada，J.Koda：“弱禁止势中的多相气体动力学”日本天文学会出版物。

K.Wada: "The Three-dimensional Structure of a Massive Gas Disk in the Galactic Central Region"The Astrophysical Journal. 559. L41-L44 (2001)

K.Wada：“银河系中心区域巨大气盘的三维结构”《天体物理学杂志》。