天体ダイナモとしての重力収縮降着円盤と活動銀河核からの電波ジェット発生のMHD

• Project/Area Number: 12680483
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: プラズマ理工学
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 内田 豊 理科大, 理学部, 教授 (90012814)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): ROBERT Cameron 東京理科大学, 理学部・物理学科, 日本学術振興会特別研究科 ; 廣瀬 重信 東京理科大学, 理学部・物理学科, 助手 (90266924) ; CAMERON Robert 東京理科大学, 理学部・物理学科, 日本学術振興会外国人研究員
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2002: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2001: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2000: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: 活動銀河核ジェット / 降着円盤 / 電磁流体力学 / Faraday回転による磁場情報 / 3次元シミュレーション / 活動銀河核 / 電波ジェット / ダイナモ効果

Research Abstract

平成13年度には、前年度の仕事を発展させて、我々が提唱し、最近の電波干渉計による高分解能偏波観測により得られ始めている活動銀河核ジェット内のFaraday ROtation Measureの分布から支持され始めている、電磁流体モデル(Uchida Shibata 1985,1986,他)を3次元電磁流体シミュレーションで扱い、幾つかの新しい知見を得た。
我々のモデルを3次元化する事で、まず、降着円盤、大スケール磁場のオリエンテーション等の軸対称の制約を取り去る事が出来、我々はより一般的な非軸対称円盤や大局磁場が傾いている場合等を扱う事が可能となった。この場合、2.5D計算では軸回り方位角について一様に起こっていたジェット流出が、例えば最も発生条件が高い二つの方位角のあたりから優勢に出るようになり、ジェット軸の回りを二重顎旗形に流出が起こる事が分かり、例えば星形成のopticaljetのSubaru望遠鏡によるドップラー速度観測の結果がうまく説明出来る。また、活動銀河核電波ジェットの場合、高分解観測で見え始めたジェットの内部のくねったフィラメント構造、Faraday Rotation Measure分布から分かって来た磁場の3次元構造、などがうまく説明されそうである(Kigure et al.2002)。また、ジェットのずっと先の方で見られる大スケールのくねり構造については、同電磁流体モデルを適用して濃いガス雲などに差し掛かって伝播速度が遅くなるに伴ってトロイダル成分の集積が起こり、電磁流体ヘリカル不安定が発達する事が示され、始めて説得力のある機構が与えられた(Nakamura et al.2001)。これは、そんな遠方で大きなエネルギー源はないので、エネルギーは活動銀河核核からtorsional Alfven waveの形でジェットを伝わって来る事を意味し、我々の電磁流体動力学モデルを支持する論拠がもう一つ増えた事になる。

Research Products

• [Publications] Meier, D., Koide, S., Uchida, Y.: "Magnetohydrodynamic Production of Relativistic Jets"Science,Invited Review Paper. 291. 84 (2001)
• [Publications] Nakamura, M., Uchida, Y., Hirose, S.: "Pruduction of the Wiggled Structure of AGN Radio Jets in the Sweeping Magnetic Twist Mechanism"New Astronomy. 6. 61-78 (2001)
• [Publications] Uchida, Y., Miyagoshi, T., Yabiku, T., Cable, S., Hirose, S.: "Dynamic Current Injection into Magnetic Loops in Active Region I. Supplies of Energy and Mass to Active Region CXorona in the Form Dynamic Loop Brightenings"Publ.Astron.Soc.Japan. 53. 331-340 (2001)
• [Publications] Miyagoshi, T., Uchida, Y., Yabiku, T., Hirose, S., Cable, S.: "Dynamic Current Injection into Magnetic Loops in Active Region II. 3D Magnetodynamic Model for Loop Flares"Publ.Astron.Soc.Japan. 53. 341-354 (2001)
• [Publications] Hirose, S., Uchida, Y., Uemura, S., Yamaguchi, T.: "A Ouadruple Magnetic Source Model for Arcade Flares and X-ray Arcade Formations Outside Active Regions.II.Dark Filament Eruption and the Associated Arcade Flare"Astrophys.J.. 551. 586-596 (2001)
• [Publications] Y.Uchida,S.Hirose,M.Nakamura,T.Miyagashi,S.Uemura,and T.Kobayashi: "Astrophysical Jets Treated as Experiment in the Cyber Space Laboratory"Progress Theor.Phys. Suppl.138. 638-641 (2000)
• [Publications] Y.Uchida,M.Nakamura,T.Miyagashi,and S.Hirose: "Interaction of Gravitationally Contracting Gas Having Angular Momentum, with Magnetic Field, and the Acceleration and Collimation of Astrophysical Jets"IAU Symposium. Vol.195. 213-222 (2000)
• [Publications] Y.Uchida: "Does the Magnetodynamic Model for the Formation of AGN Jets Survive New Findings of High Energy Phenomena near the Central Objects?"IAU Symposium. Vol.195. 473 (2000)
• [Publications] D.L.Meier,S.Koide,and Y.Uchida: "Magnetohydrodynamic Production of Relativistic Jets"Science. 291. 84-92 (2000)
• [Publications] Y.Uchida,T.Miyagoshi,T.Yabiku,S.Cable,and S.Hirose: "Dynamic Current Injection into Magnetic Loops in Active Region"Publ.Astron.Soc.Japan. (in press). (2001)
• [Publications] M.Nakamura,Y.Uchida,and S.Hirose: "Production of Wiggled Structure of AGN Radio Jets in the Sweeping magnetic Twist Mechanism"New Astronomy. (in press). (2001)