Clarification of Energy Mechanisms in Supercritical Accretion Flows on to Neutron Stars through Hydrodynamics and Radiative Transfer Simulations

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超高光度X線パルサーとは、光度が太陽光度の100万倍を超えるX線パルサーである。強力な磁場を有する中性子星への超臨界降着流（エディントン降着率を超える降着流）によって中性子星近傍が明るく輝き、中性子星の自転によって観測される光度が周期的に変化することで、エディントン光度を超えるX線パルスが生成されると考えられている。しかし、これは単なる仮説に過ぎず、このモデルが実際に観測されている光度や中性子星の自転周期の時間変化率等の観測量を説明可能か否か、まだよくわかっていない。本年度は、双極子磁場を有する中性子星周囲の超臨界降着流について一般相対論的輻射磁気流体力学計算を実施した。その結果、我々が構築した数値計算モデルが、系内ULXパルサーにおいて観測されている中性子星の自転周期の時間変化率を説明可能であること、そしてその値が理論式から得られるものと整合的であることが明らかになった。約１千万度の黒体放射が観測されていることも考慮すると、この天体の中性子星磁場強度が約1兆ガウスより低くなることも突き止めた。また、四重極磁場を有する中性子星への降着流のシミュレーションも実施した。これにより、双極子磁場が四重極子磁場より卓越する場合、降着率の変動に起因して光度が準周期的に変動することが明らかになった。変動の周期は約100Hzで、光度の時間変動は、超高光度X線パルサーの中心天体が四重極子磁場よりも双極子磁場が支配的な中性子星であることの傍証になるかもしれない。