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

通过流体动力学和辐射传输模拟阐明中子星超临界吸积流的能量机制

基本信息

批准号：
22KJ0368
负责人：
井上壮大
金额：
$ 1.41万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

Ultra-high luminosity X-ray is 1,000,000 times brighter than the sun. Supercritical descending current of neutral substar due to strong magnetic field, neutral substar near bright light, neutral substar self-detection, luminosity periodic change, luminosity X-ray generation. The measurement of the time variation rate of the neutral star in the luminosity is possible. This year, the calculation of radiation magnetohydrodynamics of general phase correlation theory was carried out in the field of neutrons and supercritical downflow. As a result, we construct a numerical calculation of the time period of the neutral star in the system ULX. About 10 million degrees of black body radiation is measured in the middle of the sky, and the magnetic field strength of the neutral star of the celestial body is about 1 trillion degrees. The current of neutral particles in the presence of quadrupole magnetic fields is reduced. In the case of dipole magnetic field, quadrupole magnetic field, and quasi-periodic magnetic field, the cause of the decrease in the optical intensity is obvious. The period of motion is about 100Hz, the time of luminosity is about 100Hz, the ultra-high luminosity X-ray is about 100 Hz, the central object is about 100 Hz, the quadrupole magnetic field is about 100 Hz, and the dipole magnetic field is about 100 Hz.