活動銀河の物理と宇宙線の起源

活跃星系物理学和宇宙射线的起源

基本信息

批准号：
02J04478
负责人：
山田雅子
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度までに行った活動銀河の電波ローブ前面衝撃波における基礎的物理過程の理論的考察を掘り下げ、数値シミュレーションの手法を用いた検証及び非線形過程の解明に取り組んだ。主にX線天文観測衛星Chandraのデータと従来得られていた電波観測の結果の比較検討により、電波ローブで見られる衝撃波は、これまでのモデルの基礎におかれていたような流体粘性衝撃波とは説明しきれず、定性的には太陽風に近い状態にあること(少なくとも電子陽子それぞれのマッハ数の差から衝撃波中での振舞いに差を生じていること)が推察された。この事実はまた、衝撃波面での現実的な粒子加速すなわち宇宙線加速の過程を解明する上で流体近似的取り扱いをせず、粒子の運動学的考察に立ち戻る必要性のあることを意味する。そこでプラズマ物理を応用し、今までは別個の問題として取り扱ってきた衝撃波中の粒子加速と衝撃波形成の過程の並行考察の取り組みを始めた。衝撃波の形成まで念頭に置く場合、この過程が根本的に非線形問題であることが問題となる。そのため、数値的手法を採用しシミュレーションを行うことが必要となる。今年度は磁気プラズマシミュレーションを用いた衝撃波の形成過程の研究に的を絞った。前年度から引き続きシミュレーション手法の取得から取り組んだが、運動学に基づいた衝撃波形成過程の解明はそれ自体が一つのジャンルを形成する難問である。今年度は磁気プラズマシミュレーションを用いた定性的な考察について計算結果を完成させるには至らなかったが、磁気流体シミュレーションの結果との定性的な比較考察を同時に行うことにより、活動銀河の衝撃波についての知見を得ることができた。

我们深入研究了在前一年进行的活跃星系中无线电裂片前电击波中基本物理过程的理论考虑，并使用数值模拟方法和阐明非线性过程进行了验证。通过比较X射线天文观测卫星Chandra与常规无线电波观测的结果，可以推断出无线电裂片中看到的冲击波无法完全解释为基于以前的模型的流体粘性冲击波，并且在质量上与Solar Wind的差异（至少在震动波动中的差异）差异（每个电源差异）。这一事实也意味着需要返回对颗粒的运动学考虑，而无需流体近似，以阐明冲击波前沿的粒子加速度或宇宙射线加速度的现实过程。因此，通过应用等离子体物理，我们开始在冲击波中平行研究颗粒加速度和冲击波形成过程，这些过程以前被视为单独的问题。当我们牢记冲击波的形成时，问题是这个过程从根本上是一个非线性问题。因此，有必要采用数值方法并执行模拟。今年，我们专注于研究使用磁等离子体模拟形成冲击波的过程。自上一年以来，我们继续致力于获取模拟方法，但是阐明基于运动学的冲击波形成过程本身就是一个困难的问题，它本身就是一个类型的问题。今年，我们无法使用磁等离子体模拟完成定性考虑的计算结果，但是通过同时进行定性比较与磁化模拟的结果，我们能够深入了解活动星系的冲击波。