Global Simulations of the Neutron Star Magnetosphere

中子星磁层的全球模拟

• 批准号: 22K03681
• 负责人: 柴田 晋平
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Yamagata 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 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03681/
• 关键词: 中性子星; 磁気圏; プラズマ物理; 粒子加速; シミュレーション

宇宙における極限状態を理論的に研究することで自然法則を理解したいと考えます。本研究では極限状態の一つとして地球上では決してできな い超強磁場中で起こる現象を研究します。そのような強磁場中では、光が電子・陽電子に変換されたり(対生成)、光自身が分裂したりという 現象が起こります。そのような現場である高速に自転する中性子星をスーパーコンピュータを用いてシミュレーションすることによって、起こ っている現象を調べます。結果は、ガンマ線やX線宇宙望遠鏡の観測と比較することで検証します。宇宙の平均的なエネルギーよりも非常に高 いエネルギーを持った宇宙線がそこで形成する過程を理解することができます。本年度の研究では次の結果を得ました。(1)電子・陽電子対生成がないときは磁気圏内の電流系が形成されず活動性がない(electrosphere)ことがわかりました、(2)対生成のスイッチが入ると電流系が発達しパルサーで観測される様な活動性がみられました、(3)シミュレーションにおいては、対生成の入れ方によって磁気圏の電流ループが閉じる機構が異なることを荒い精度の数値計算でみいだしました；なお、典型的な対生成の入れ方は、(a)表面から(初速を与える場合もある)、(b)Y-pointから赤道磁気中性面、(c)電荷分布の中立面(null-surface)での3パターンを用いました、(4)これまでの中程度の精度数値計算では粒子加速の大部分は、沿磁力線電場ではなく垂直電場(つまりは遠心力加速)でした。

Universe に お け る に research in the theory of limit state を す る こ と で understand natural law を し た い と exam え ま す. This study で は limit state の a つ と し て earth で は definitely し て で き な い で up in strong magnetic field こ る phenomenon を research し ま す. そ の よ う な strong magnetic field で は, light が, Yang electronic に variations in さ れ た り が (generated) seaborne, light itself split し た り と い う phenomenon since が こ り ま す. そ の よ う な field で あ る high-speed に since planning す る neutral trade を ス ー パ ー コ ン ピ ュ ー タ を with い て シ ミ ュ レ ー シ ョ ン す る こ と に よ っ て, こ っ て い を る phenomenon callback べ ま す. The results show that <s:1>, ガ, <s:1>, や, や, や, や, や, や measurements by the や and x-line space telescopes of the <s:1> 観 telescope are compared and する, とで検, とで検 confirm that ます. The universe の average な エ ネ ル ギ ー よ り も very high に い エ ネ ル ギ ー を hold っ た cosmic ray が そ こ で form す を る process understanding す る こ と が で き ま す. The results of で で times of <s:1> studies in this year を show ま た た. (1), Yang electronic generated seaborne が な い と き は magnetic 気 sha-lu の within current が formation さ れ ず active が な い (electrosphere) こ と が わ か り ま し た, (2) generate seaborne の ス イ ッ チ が into る と current system が 発 da し パ ル サ ー で 観 measuring さ れ る others な active が み ら れ ま し た, (3) シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に お い て は, generate の seaborne into れ に よ っ て magnetic 気 sha-lu の current ル ー プ が closed じ る institutions が different な る こ と を drought い precision の the numerical computing で み い だ し ま し た; な お, typical な generated seaborne の into れ は, (a) surface か ら (velocity を and え る occasions も あ る), (b) Y - point か ら magnetic equator 気 neutral surface, (c) charge distribution in the の facade (null - surface) で の 3 パ タ ー ン を with い ま し た, (4) こ れ ま で の degree の precision in the numerical calculation で は particle acceleration Most of the <s:1>, along the magnetic field lines, the electric field で で なく なく なく is perpendicular to the electric field (<s:1> ま <s:1> <s:1> <s:1> is accelerated by the <s:1> telecentric force)で た た.

项目成果

カニ星雲の現象論的モデルの戦略 ーIXPE以降ー

蟹状星云现象学建模策略 - IXPE 之后 -

• 发表时间: 2023
• 作者: 柴田晋平(1);大野寛(2);渡邉瑛里(1);森浩二(3);水野恒史(4);郡司修一(1) (1:山形大学;2:東北文教大学;3:宮崎大学;4：広島大学)
• 通讯作者: 4：広島大学)

パルサー磁気圏の構造のSimulationの現状(A review)

脉冲星磁层结构模拟研究现状（综述）

• 发表时间: 2022
• 作者: 柴田晋平(1);大野寛(2);渡邉瑛里(1);森浩二(3);水野恒史(4);郡司修一(1) (1:山形大学;2:東北文教大学;3:宮崎大学;4：広島大学);柴田晋平(山形大)
• 通讯作者: 柴田晋平(山形大)

Strong toroidal magnetic fields sustained by the elastic crust in a neutron star

中子星弹性地壳维持的强环形磁场

• DOI: 10.1093/mnras/stac3750
• 发表时间: 2022
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: Fujisawa Kotaro;Kojima Yasufumi;Kisaka Shota
• 通讯作者: Kisaka Shota