輻射輸送と流体の同時計算によるブラックホールスピンの新たな測定法

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新しい一般相対論的輻射輸送コード：CARTOONを開発した。このコードは光線追跡法に基づいて、ブラックホール時空における輻射場の時間発展を近似解法を用いることなく直接解くコードである。先行研究では達成できていなかった、一般相対論的輻射輸送方程式を単に差分化するだけでは達成できない光子数の保存と等方弾性散乱前後での輻射エネルギーの保存を保証する初めてのアルゴリズムを考案、実装したことが本研究の特長である。また、ブラックホール近傍での輻射場の時間発展と無矛盾な観測量の時間変動まで計算可能な点も特長である。さらに、一般相対論的輻射輸送コード：CARTOONを用いて、部分的に光学的に厚く、時間変動を考慮した簡易的なブラックホール降着流を想定し、ブラックホールスピンを推定することを目的として観測量の時間変動計算を実施した。その結果、先行研究で示されていた観測イメージの特徴的な構造が時間変動することを発見した。また、観測イメージの一部が遅延して観測者に到達し、その遅延時間がブラックホールスピンに依存することを発見した。この結果は、新たに降着流の時間変動まで考慮し、世界的に見ても例が少ない降着流の時間変動と無矛盾に観測量の時間変動を計算することで初めて得られた結果であり、より強固なブラックホールスピンの推定方法を提案するものである。当該年度では、2022年12月に一般相対論的輻射輸送コード：CARTOONの開発に関する査読論文がMNRAS誌に受理された。CARTOONを用いた光学的に厚い降着流を想定した観測量の時間変動計算に関しても、近日中に論文を執筆する予定である。また、当該年度では計6件（うち国際研究会2件、国内研究会4件）の研究会発表を行った。