乱流核燃焼のサブグリッドモデルの構築と炭素爆型超新星への応用

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天体現象の様々な場面で乱流現象が極めて重要な役割を果たしている。超新星爆発と同様に降着円盤においても磁気乱流が円盤の進化や構造を決めている。そこで我々は、降着円盤における磁気乱流の三次元数値シミュレーションを行い、乱流の非線形進化過程を解析した。降着円盤における乱流は磁気回転不安定の成長によって駆動されている。飽和乱流状態の磁気応力の大きさが角運動量輸送効率を決めているため、磁気応力の飽和レベルが最も重要な物理量となる。我々は非常に多くのモデル計算を行うことによって、この飽和レベルのスケーリング則を数値的に求めることに成功した。現状では、乱流の飽和レベルはシミュレーションの分解能に依存している。高分解能のモデルほど、乱流の飽和レベルが低くなる傾向が明らかに見られている。実際の降着円盤での散逸係数は非常に小さいため、この計算結果が正しいとすると、磁気乱流はこれまで期待されていた程には角運動量輸送には寄与しないことになる。この点は今後さらに研究が必要であろう。超新星爆発の研究としては、白色矮星連星の合体が炭素爆燃型超新星の起源となれるかどうかを明らかにするためにSPH法を用いた流体シミュレーションを行った。その結果、白色矮星の合体過程によって超新星爆発を引き起こすことは困難であることを示した。また、重力崩壊型超新星に関して、崩壊直後に形成される原始中性子星における磁気流体不安定の線形解析を行い、その重要性を示すことに成功した。