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相対論的流体における散逸の実用的解法の開発とその高エネルギー天体物理過程への応用

开发相对论流体耗散的实用解决方案及其在高能天体物理过程中的应用

基本信息

批准号：
09J01061
负责人：
高本亮
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

私は上記のような研究課題に基づき、平成23年度は研究計画通り、前年度までに作成した相対論的散逸磁気流体力学の数値解法を用いて蟹パルサーのσ問題についての研究に取り組み、その1つの有望な解決策を提示した。蟹パルサーのσ問題とはパルサーから放出されるプラズマの磁場の大きさについての観測予測と理論予測の不一致のことである。蟹パルサーの周囲にはパルサー星雲と呼ばれる非常に高温のプラズマが存在しており、そのプラズマの磁場のエネルギーについての観測予測と理論予測の間に4桁以上の開きが存在している。これまでの研究では主にパルサーからパルサー星雲にプラズマが到達するまでに磁場を散逸させる物理過程について研究が行われてきたがいまだ解決には至っておらず、現在のところ否定的な結論のほうが優勢である。この問題に対し、私はパルサー星雲に到達するまでに磁場を散逸させるのではなく、パルサー星雲に入射した直後にパルサー風とパルサー星雲の境界面に存在する衝撃波が駆動する乱流によって磁場を散逸させることを考えた。衝撃波は上流の流体に密度揺らぎが存在する場合、その揺らぎとの相互作用によって衝撃波面が変形され、これにより下流に乱流が駆動されることが知られている。私はこの乱流によりパルサー風に存在することが理論的に予想されている電流面が引き伸ばされ、散逸が加速されるということを数値計算によって示した。また驚くべきことに乱流による散逸の加速はプラズマの散逸係数にはよらずに、乱流の強さにのみ依存することを発見しこれを説明する物理モデルを提出した。本研究の散逸過程は乱流と電流面が存在すれば必ず起こる一般的物理過程であるため、パルサー星雲だけではなく相対論的ジェットやガンマ線バーストなどの強磁場の関係するさまざまな高エネルギー天体現象にも応用できる。

The basic research project mentioned above was carried out in 2003, and the numerical solution of dispersion magnetohydrodynamics based on phase correlation theory was developed in the previous year. The research was carried out in 2003, and the possible solution was suggested. The problem of magnetic field is not consistent with the theoretical prediction. In the case of the solar system, the temperature of the solar system is very high, and the temperature of the solar system is very high. The study of physical processes of magnetic field dissipation is of great importance to the study of nebula and nebula. The problem is that there is a turbulence in the arrival of the nebula. When the shock wave has a density difference between the upstream fluid and the downstream fluid, the shock wave surface changes due to the interaction between the upstream fluid and the downstream fluid, and the turbulence changes due to the interaction between the upstream fluid and the downstream fluid. In the case of turbulence, there is a theoretical calculation of the current surface, the dispersion and acceleration. The dispersion coefficient of turbulence is proposed. In this study, the dispersion process of turbulence and current surface exists, and the general physical process of turbulence and current surface must be generated.