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2013 Fiscal Year Annual Research Report

強重力強磁場天体とその磁気圏の定常状態の研究

Research Project

Project/Area Number 11J04849
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

藤澤 幸太郎  東京大学, 大学院総合文化研究科, 特別研究員(DC1)

KeywordsGS方程式 / 磁気圏 / 中性子星 / マグネター / コンパクト天体
Research Abstract

定常的な磁気圏構造を求めるためには, 定常化された方程式であるGrad-Shafranov (GS)方程式を解く必要がある. このGS方程式に関する理解は昨年度までの研究によって非常に深まり, 様々な物理的状況に対応する解を求めることが可能となった. そこで本年度は, コンパクト天体であるマグネターと周囲の磁気圏の定常的な磁場構造を計算することによって, マグネターの磁気エネルギー解放に関する議論を行った.
現実的な状態方程式を用いて作成したコアとクラストを伴ったマグネターの内部磁場と, その周囲のねじれた磁気圏の磁場を同時に計算し解を求めると, リコネクションを起こして磁気エネルギーを解放しうるようなX-point磁場構造を磁気圏内に伴った定常解が得られた. 次に, 数多くの解を求めることで, このX-poitな磁場構造がどのような時に形成されエネルギー解放を行えるのかを調べた. その結果, コアやクラストなどの星の内側の磁場構造やクラストの歪み具合が変化することによって, 磁気圏内にX-point磁場構造が形成されうることが明らかになった. この結果は, 磁気圏だけを計算している先行研究では分からなかったものであり, 星の外側にある磁気圏のエネルギー解放を考えるためには, 星の内側である内部磁場構造も重要であることを示唆している. この結果に関しては, 国際学会や日本天文学会で発表をするとともに, 現在査読付き国際学術誌に投稿中である.
またこれらの手法を応用して, 子午面流を伴うことで扁長となる星の構造を解析的に求め, その歪み方の定量的な評価を行った. この研究結果は, 査読付き国際学術誌に掲載が受理され, すでに出版済みである.

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

  • Research Products

    (8 results)

All 2014 2013

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Prolate stars due to meridional flows2014

    • Author(s)
      Kotaro Fujisawa and Yoshiharu Eriguchi
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : Letter

      Volume: 438 Pages: L61-L65

    • DOI

      10.1093/mnrasl/slt159

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coexistence of oppositely flowing multi-ψ-currents : Key to large toroidal magnetic fields within stars2013

    • Author(s)
      Kotaro Fujisawa and Yoshiharu Eriguchi
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 432 Pages: 1245-1263

    • DOI

      10.1093/mnras/stt541

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] マグネターの磁場構造―コア・クラスト・磁気圏2014

    • Author(s)
      藤澤幸太郎
    • Organizer
      日本天文学会春季年会
    • Place of Presentation
      国際基督教大学・東京, 三鷹
    • Year and Date
      2014-03-20
  • [Presentation] マグネターの定常的な磁場構造―星の内側から外側まで―2013

    • Author(s)
      藤澤幸太郎
    • Organizer
      第26回理論懇談会シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学柏キャンパス, 千葉, 柏
    • Year and Date
      2013-12-25
  • [Presentation] 様々な初期条件、境界条件下の中性子星の磁場の進化計算2013

    • Author(s)
      藤澤幸太郎
    • Organizer
      宇宙船研小研究会 強磁場中性子星の構造と粒子加速・電磁波放出過程
    • Place of Presentation
      東京大学宇宙線研究所, 千葉, 柏
    • Year and Date
      2013-10-10
  • [Presentation] マグネターのクラストにおけるHall定常な磁場構造2013

    • Author(s)
      藤澤幸太郎
    • Organizer
      日本天文学会秋季年会
    • Place of Presentation
      東北大学, 宮城, 仙台
    • Year and Date
      2013-09-11
  • [Presentation] Magnetic field structures inside magnetars with strong toroidal field2013

    • Author(s)
      Kotaro Fujisawa
    • Organizer
      IAU Symposium 302
    • Place of Presentation
      Casino Municipal, Biarritz, France
    • Year and Date
      2013-08-30
  • [Presentation] Axisymmetric and stationary magnetic field structures in neutron star crusts under various boundary conditions2013

    • Author(s)
      Kotaro Fujisawa
    • Organizer
      IAU Symposium 302
    • Place of Presentation
      Casino Municipal, Biarritz, France
    • Year and Date
      2013-08-27

URL: 

Published: 2015-07-15  

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