輻射圧優勢なブラックホール降着円盤の3次元磁気流体数値実験

辐射主导黑洞吸积盘三维磁流体动力学实验

• 批准号: 17030003
• 负责人: 松元 亮治
• 金额: $ 3.01万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17030003/
• 关键词: 理論天文学; X線天文学; ブラックホール; 磁気流体力学; シミュレーション; 降着円盤; 状態遷移; QPO; 数値実験; 磁気乱流; 宇宙ジェット

ブラックホール降着円盤における状態遷移過程の理論シミュレーション研究を行った。輻射冷却を含めた大局的な3次元磁気流体シミュレーションの結果、ハードなスペクトル状態にある円盤光度がエディントン光度の1%を越えると輻射冷却によって円盤が鉛直方向に収縮し、方位角磁場の磁気圧で支えられた準定常状態に遷移することが明らかになった。シミュレーション結果は、マクスウェルストレスがガス圧と磁気圧の和に比例すること、加熱率がマクスウェルストレスに比例することを示唆している。これらを仮定して定常解を求めた結果、磁気圧で支えられ、エディントン光度の10%以上の光度に至る明るい降着円盤の解が存在することが確かめられた。この解を用いて、ブラックホール候補天体のハードステートからソフトステートへの遷移時に観測される円盤温度の低下、硬X線領域のスペクトルの傾きの増加などを説明することができた。輻射圧を含めたモデル計算の結果、方位角方向の磁束が急激に失われることがない場合には光学的に薄い移流優勢円盤と光学的に厚いスリム円盤をなめらかに結ぶ熱平衡解が存在することが明らかになった。この遷移過程を扱うためのシミュレーションコードの開発を進めた。上記遷移の過程で形成される、やや温度が低下した円盤の時間発展を大局的3次元磁気流体シミュレーションによって調べた。その結果、10シュバルツシルト半径より内側にトーラスが形成されること、トーラス中で磁気エネルギーの増幅と散逸が準周期的に反復する鋸歯状振動が励起されることが示された。この振動に伴って低振動数(銀河系内ブラックホール候補で数Hz程度)の準周期振動(QPO)と高振動数(100Hz程度)のQPOが励起されることもわかった。

As a result, we need to reduce the number of people who need to know how to change their status. The radiation cooling contains the overall results of the 3-dimensional magnetic fluid, the temperature of the three-dimensional magnetic fluid, the luminosity of 1%, the luminosity of 1%, the straight direction of the radiation cooling, the azimuth magnetic field, the magnetic field of the azimuth, the magnetic field, the magnetic field In terms of the results, the results and the results. The results of the constant solution, the magnetic field, the luminosity of more than 10%, the luminosity of more than 10%, the results of the constant solution, the magnetic field, the luminosity, the luminosity, the luminosity and the luminosity were determined. The temperature is low, and the temperature is low. The results of the calculation and the azimuth direction of the magnetic beam are included in the results of the calculation, the azimuth direction, the magnetic beam, the thin flow of optics, the thickness of the optics, the thickness of the optics, the results of the calculation, the results of the calculation, the azimuth direction, the magnetic beam in the azimuth direction, the thin flow of optics, the thickness of the optics, the results of the balance solution. In the course of the transfer process, there is no need to make an improvement. The upper transfer process results in a high temperature, a low temperature, and a three-dimensional magnetic fluid cycle in which the overall situation is affected. The result of the experiment shows that there is an increase in the radius of the temperature in the temperature range of 10 centimeters, and the amplitude of the emission cycle in the magnetic field is the same as that in the temperature field. With low number of vibrations in the river system (Hz level) and high number of vibrations (QPO) and high number of vibrations (100Hz level), the QPO stimulates the frequency of vibration.

项目成果

Low-frequency, One-armed Oscillations in Black Hole Accretion Flows obtaind from direct 3D MHD Simulations

从直接 3D MHD 模拟获得的黑洞吸积流中​​的低频单臂振荡

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of the IAU Symposia and Colloquia 238
• 作者: 村井;古部;柳田;原;加藤;T.Suzuki;本橋健司;本橋健司;本橋健司;本橋健司;本橋健司;H.Oda;R.Matsumoto;M.Machida
• 通讯作者: M.Machida

Steady Models of Optically Thin, Magnetically Supported Black Hole Accretion Disks

• DOI: 10.1093/pasj/59.2.457
• 发表时间: 2007-01
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: H. Oda;M. Machida;K. Nakamura;R. Matsumoto

Jet Formation Driven by the Expansion of Magnetic Bridges between the Ergosphere and the Disk around a Rapidly Rotating Black Hole

能层和快速旋转黑洞周围圆盘之间磁桥扩张驱动的喷流形成

• 发表时间: 2006
• 期刊: Physical Review D 74
• 作者: 村井;古部;柳田;原;加藤;T.Suzuki;本橋健司;本橋健司;本橋健司;本橋健司;本橋健司;H.Oda;R.Matsumoto;M.Machida;K.E.Nakamura;H.Oda;M.Machida;S.Koide
• 通讯作者: S.Koide

Two-dimensional MHD Simulations of Accretion Disk Evaporation

吸积盘蒸发的二维 MHD 模拟

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of the IAU Symposia and Colloquia 238
• 作者: 村井;古部;柳田;原;加藤;T.Suzuki;本橋健司;本橋健司;本橋健司;本橋健司;本橋健司;H.Oda;R.Matsumoto;M.Machida;K.E.Nakamura
• 通讯作者: K.E.Nakamura

HLL法に基づいた相対論的MHDコードの開発

基于HLL方法的相对论MHD代码的开发

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本流体力学会年会2005講演論文集 24巻別冊
• 作者: Asano;E.;浅野栄治
• 通讯作者: 浅野栄治