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超臨界降着流・噴出流の輻射輸送および輻射磁気流体シミュレーション

超临界吸积和射流的辐射输运和辐射磁流体动力学模拟

基本信息

批准号：
10J04587
负责人：
川島朋尚
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

ブラックホールは自ら光を放出しない天体である。ブラックホールの質量やスピンを推定するためには、ブラックホール周りに形成される回転プラズマ(降着円盤)からの輻射を観測し、詳細な理論モデルと比較する事が必要不可欠である。しかし超臨界降着流と呼ばれるエディントン光度(球対称降着の場合の限界光度であり中心天体の質量に比例)を超える非常に明るい降着円盤の詳細な理論スペクトルは明らかになっていない。そこでブラックホール超臨界降着流の2次元輻射流体シミュレーションをすることで得られた物理量を用いてモンテカルロ法に基づく輻射スペクトル計算を実施した。その結果、ブラックホール近傍に形成される衝撃波加熱領域での逆コンプトン散乱により10keV以上まで延びる硬い冪スペクトルが形成され、また特に降着流が高いときは降着流から噴出する低温アウトフローでのコンプトン散乱により5keV付近でスペクトルに折れ曲がりが形成されることがわかった。これまで超高光度X線源では他のブラックホール候補天体では観測されない5keV付近の折れ曲がりが観測されてきた。この新しいスペクトル状態の起源は謎であったが、本研究によりブラックホール超臨界降着流・噴出流でのコンプトン散乱により新しいスペクトル状態が現れることを初めて理論的に示すことに成功した。この成果をまとめた論文はアメリカの天文学誌Astrophysical Journalに掲載が決定した(Kawashima et al. 2012)。また、カリフォルニア大学サンタバーバラ校に滞在しOmer Blaes教授との共同研究でブラックホール超臨界降着流の偏光スペクトル計算に着手した。滞在中に彼らの先行論文の、ある問題点に気づき指摘を行った。またその他に流体が高速で運動しているときの偏光状態の変化に関する計算をモンテカルロ・コードに実装する方法について議論を行い、現在コードに実装中である。さらに輻射磁気流体コードにコンプトン冷却・加熱の計算モジュールを実装し、予備的な計算を実施した。

Youdaoplaceholder0, ブラッ, ホ, ホ, ホ, である emit a <s:1>, な and である celestial bodies from ら light を. ブラックホールの quality やスピンを presumption するためには, ブラックホール weeks りに form される back planning プラズマ (the has drifted back towards ¥ plate) からの radiation を観し, detailed な theory モデルと compare すがる things need not owe である. しかし supercritical flow down the と shout ばれるエディントン luminosity (ball called down the seaborne の occasions の limit photometric であり center celestial の quality に) を super える very に Ming るい drop the detailed な theory has drifted back towards ¥ disk のスペクトルは Ming らかになっていない. そこでブラックホール supercritical flow with の 2 dimensional radiation fluid シミュレーションをすることで have られた quantities を with いてモンテカルロ subgrade にづく radiation スペクトル computing を be applied した. その results, ブラックホール nearly alongside に form される blunt shock wave heating field での inverse コンプトン scattered により above 10 kev まで delay びる hard い power スペクトルが form され, またに drop especially with high flow がいときは down the stream から overflowing する low-temperature アウトフローでのコンプトン scattered により pay nearly 5 kev でスペクトル Youdaoplaceholder0 is folded into れ and ががが to form されるとがわとがわとがわったったったった. これまで ultra high luminosity X-ray source では he のブラックホール backup objects では観 measuring されない pay nearly 5 kev の fold れ qu がりが観 measuring されてきた. この new しいスペクトル state の origin は mystery であったが, this study によりブラックホール supercritical drop the flow, jet flow でのコンプトン scattered により new しいスペクトル conditions are がれることを early めにて theory in すことに successful した. <s:1> をまとめた results をまとめた paper アメリカアメリカ <s:1> Astrophysical Journalに published が decision たた(Kawashima et al. 2012). また, カリフォルニア university サンタバーバラ school に lag in し Omer Blaes professor との joint research でブラックホール supercritical flow down the の polarization スペクトル computing に to した. Stuck in に that らに the previous paper <e:1>, ある the problem point に, づづを the line った of criticism. またその he に fluid が high-speed でしているときの polarization state の variations change に masato する computing をモンテカルロ · コードに be loaded する method について comment line をい, now コードに be loaded in である. さらに radiation magnetic 気 fluid コードにコンプトン cooling, heating の computing モジュールを be し, reserve な calculation を be applied した.