連星系内の降着円盤の3次元シミュレーション

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03640267
• Research Institution: KOBE UNIVERSITY
• Principal Investigator: 松田 卓也 神戸大学, 理学部, 教授 (20026206)
• Keywords: 降着円盤 / 降着 / X線星 / 数値シミュレーション / 近接連星 / 星風降着

Research Abstract

降着とは天体の重力に引かれて、ガスが天体に落下する現象をいう。近接連星系において、一方の星がガスを放出し、他方の星がそのガスを降着する場合に興味ある現象を引き起こす。この場合、降着には基本的にふたつのモード、つまり星風降着と降着円盤が存在する。本研究の目的は、その両者の場合に3次元の流体力学的数値シミュレーションを行い、流れの性質を明らかにすることである。申請者とそのグループは、いままでにおこなった星風降着流の2次元数値シミュレーションによって、降着流が流体力学的に不安定であり、コンパクト星前方にできるバウ衝撃波が激しく首をふることを発見した。それによりコンパクト天体に降着するガスは、変動する正負の角運動量を持ち込むことを見いだした。その結果、コンパクト星はランダムウオーク的にスピンアップ/ダウンを繰り返す。この現象を申請者はフリップ・フロップ不安定性となずけた。もしこんな現象が現実に起これば、観測をうまく説明できると考えられる。しかし計算が2次元的であるために、フリップ・フロップ不安定性が真の現象であるかどうかは分からない。
この疑問を解決するために、申請者はドイツのマックス・プランク研究所のAnzer,B〓rnerのグループ、イスラエル(現在は米国)のLivioと星風降着に関する3次元数値シミュレーションの共同研究を行った。その結果、3次元の場合は不安定であるとしても、流れの時間的変動は2次元の場合よりは、はるかにおとなしいことを見いだした。また降着円盤の3次元的構造を明らかにするために、計算流体力学研究所の長沢とSPH法、東北大学の沢田と差分法を用いて計算を行った。インドのタタ研究所のChakrabartiとの共同研究で、渦状衝撃波の理論をSS433に適用し、観測との良い一致を得た。

Research Products

• [Publications] Keisuke Sawada: "Three-dimensional hydrodynamic simulation of an accretion flow in a close binary system" Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 255. 17P-20P (1992)
• [Publications] Takuya Matsuda: "Numerical simulations of two-dimensional and three-dimensional accretion flows" Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 255. 183-191 (1992)
• [Publications] Sandip K.Chakrabarti: "Spiral Shocks and Subday Variability in SS 433" The Astrophysical Journal. 390. 639-644 (1992)
• [Publications] Takuya Matsuda: "Hydrodynamics of Wind Accretion in Astrophysics" Computational Fluid Dynamics JOURNAL. 1. 115-127 (1992)
• [Publications] Takanori Ishii: "Numerical Simulations of Two-dimensional and Threedimensional Wind Accretion Flows of an Isothermal Gas" The Astrophysical Journal. 404. 706-716 (1993)