| Project/Area Number |
19K23451
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0204:Astronomy, earth and planetary science, and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
Kawazura Yohei 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (80725375)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 降着円盤 / プラズマ乱流 / ジャイロ運動論 / 電磁流体力学 / ブラックホール / マルチスケール / 降着円 |
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| Outline of Research at the Start |
放射非効率降着流（RIAF）と呼ばれるブラックホール降着円盤では，プラズマが高温・希薄な無衝突状態になっているため，従来広く用いられている電磁流体力学モデル (MHD) だけでは不十分である．具体的には乱流がプラズマの熱エネルギーに変換される小スケールにおいてMHDではなく運動論モデルを用いる必要がある．本研究では，降着円盤中の乱流が磁気回転不安定性によって駆動される大スケールをMHDで解き，乱流のエネルギーが散逸する小スケールをジャイロ運動論を用いて解き，それぞれの結果を組み合わせるというマルチスケール手法を用いる．これによりRIAFにおけるイオンと電子の加熱比を明らかにする．
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| Outline of Final Research Achievements |
To obtain the energy partition between ions and electrons in hot accretion disks, we conducted two types of numerical simulations: magnetohydrodynamics (MHD) for large scales and gyrokinetics for small scales. For the results of gyrokinetic simulations, we found that ion-to-electron heating is an increasing function of the compressive-to-Alfvenic energy flux ratio. For the MHD results, we found that when there is a mean azimuthal magnetic field, the compressive-to-Alfvenic energy flux ratio is almost two.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
Event Horizon Telescope (EHT) によってM87ブラックホールシャドーの観測が行われたが、その結果の解釈のためにはイオンと電子のエネルギー配分を知る必要がある。本研究では、大スケールと小スケールをコンシステントに解くマルチスケール手法を用いたことで、これまでにない精度で降着円盤におけるイオンと電子のエネルギー配分を得ることができた。この結果は今後EHTの観測結果をより精度良く解釈する上で重要となる。
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