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Unified numerical simulations on the acceleration, collimation, and interaction of astrophysical jets for a whole jet structure

Research Project

Project/Area Number 18K13591
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 16010:Astronomy-related
Research InstitutionUniversity of Tsukuba (2019-2021)
National Astronomical Observatory of Japan (2018)

Principal Investigator

Asahina Yuta  筑波大学, 計算科学研究センター, 研究員 (00783771)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Keywordsブラックホール / 降着円盤 / 宇宙ジェット / 数値シミュレーション / 磁気流体シミュレーション / 輻射輸送 / 一般相対論的輻射磁気流体 / 磁気流体 / 一般相対論 / ジェット / MHD / 衝撃波
Outline of Final Research Achievements

We performed general relativistic radiation magnetohydrodynamics simulations of an accretion disk and outflows including an astrophysical jet around a black hole. We developed a novel code which can solve the radiative transfer around the black hole more exactly. By comparing our results with those of an approximate method, the difference appeared around the optically thin region near the rotation axis. Next, we performed simulations of the jet propagation far from the black hole, and we showed the jet can propagates stably.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ブラックホール近傍の輻射輸送をより正確に扱うために、輻射輸送方程式を解く一般相対論的輻射磁気流体コードを開発した。輻射輸送方程式を直接解いたブラックホール降着流の一般相対論的輻射磁気流体シミュレーションは世界初である。従来用いられていた近似解法では光学的に薄い領域で輻射の非物理的な衝突が起きてしまうが、我々の計算では非物理的な衝突は起こらず、より精緻な輻射場を得ることに成功した。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (46 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (44 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] General Relativistic Radiation Magnetohydrodynamics Simulations of Black Hole Accretion Disks: Comparison of Methods Based on Variable Eddington Tensor and Based on M1 Closure2022

    • Author(s)
      Asahina Yuta、Ohsuga Ken
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 929 Issue: 1 Pages: 93-93

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac5d37

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Numerical Scheme for General Relativistic Radiation Magnetohydrodynamics Based on Solving a Grid-based Boltzmann Equation2020

    • Author(s)
      Asahina Yuta、Takahashi Hiroyuki R.、Ohsuga Ken
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 901 Issue: 2 Pages: 96-96

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abaf51

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    • Author(s)
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      内海碧人, 大須賀健, 髙橋博之, 朝比奈雄太
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  • [Presentation] 磁化中性子星への超臨界降着流によるアウトフロー;駆動機構とその温度について2021

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      大須賀健, 髙橋博之, 川島朋尚, 野村真理子, 嶺重慎, 朝比奈雄太, 内海碧人
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  • [Presentation] 一般相対論的輻射磁気流体力学シミュレーションで探る超臨界降着円盤2021

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      内海碧人, 大須賀健, 髙橋博之, 朝比奈雄太
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      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
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      Yuta Asahina, Hiroyuki Takahashi, Ken Ohsuga
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      Yuta Asahina, Hiroyuki Takahashi, Ken Ohsuga
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  • [Presentation] 超臨界降着流の一般相対論的輻射磁気流体シミュレーション2019

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      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
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      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
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      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
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      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
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      第31回理論懇シンポジウム
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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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