2次元輻射輸送計算による降着円盤の理論的研究

使用二维辐射传输计算对吸积盘进行理论研究

• 批准号: 22K03674
• 负责人: 志村 俊也
• 金额: $ 1万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03674/
• 关键词: 降着円盤; 2次元輻射輸送; 輻射輸送; 活動銀河中心核

数値計算シミュレーションコードの開発は完了しているため、2022年度は、このシミュレーションコードを使用し、降着円盤の力学構造、熱力学構造、2次元輻射輸送方程式をself-consistentに解き、動径方向の輻射輸送を考慮しない場合の計算結果と比較する研究を行った。ブラックホールの質量は( 10^7, 10^8, 10^9 M_solar ), 質量降着率は、(10*M_Edd , 17.5*M_Edd ) の場合を考え、合計 3*2=6パターンの計算を行った。ここで、M_solar は、太陽質量、M_Edd は、Eddington 降着率で規格化した質量降着率である。2次元輻射輸送方程式を解く場合、必ず問題となるのが、降着円盤の外側境界をどこで打ち切るかということと、動径方向の計算メッシュ数をどの程度にとるかということであるが、これに関しては、いろいろ試行錯誤し、最終的には、本研究では、円盤の外側境界を100R_s（R_sは、シュバルツシュルト半径） にとり、計算のメッシュは、 動径方向 50メッシュ 、鉛直方向40メッシュ、エネルギー空間80メッシュで計算を行うこととした。動径方向の輻射輸送を考慮しない場合の計算結果との比較に関しては、事前の予想通り、質量降着率が大きいほど、2次元輻射輸送の効果が大きいことがわかった。特に、降着円盤の内縁付近では、動径方向の輻射輸送を考慮しない場合と比較して、その力学構造、熱力学構造、円盤からの輻射スペクトルが大きく異なる一方、降着円盤内縁近傍以外では、大きな差はないということがわかった。降着円盤内縁近傍では、構造に大きな差はないが、動径方向の輻射冷却効果が加わったことで、鉛直方向の輻射冷却率は大きく異なっていることも明らかとなった。

The development of numerical value calculation is completed in 2022, and the application of numerical value calculation in 2022 is carried out. The mechanical structure, thermodynamic structure, self-consistent solution of two-dimensional radiation transport equation, and the calculation results and comparison of radiation transport in dynamic direction are considered. The calculation of the quality of the film is ( 10^7, 10^8, 10^9 M_solar ), the quality degradation rate is (10*M_Edd , 17.5*M_Edd ), and the total is 3*2=6.ここで、M_solar は、太阳质量、M_Edd は、Eddington 降着率で规格化した质量降着率である。2-D radiation transport equation is solved in case, problem, outer boundary of descending disk, calculation of moving diameter direction, error of trial, final problem, outer boundary of descending disk 100R_s (R_s) R_s, R_s, R Comparison of calculation results in cases where radial radiation transfer is taken into account, prior calculation, mass degradation rate, and 2D radiation transfer effect In particular, the radiation transport in the inner part of the falling disk is considered. In the case of comparison, the mechanical structure, the thermodynamic structure, the radiation of the falling disk is different. In the case of the falling disk, the radiation transport in the inner part is different. The radiation cooling effect in the radial direction increases, and the radiation cooling rate in the vertical direction increases.