2017 Fiscal Year Annual Research Report
Thermal equilibrium curves of accretion disks obtained by radiation MHD simulations
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15K05040
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
廣瀬 重信 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 数理科学・先端技術研究分野, 主任研究員 (90266924)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐野 孝好 大阪大学, レーザー科学研究所, 助教 (80362606)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 降着円盤 / 原始惑星系円盤 / 重力不安定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、降着円盤の基本方程式の解を「第一原理」から求め、多様な降着円盤の熱力学的性質を「熱平衡曲線」によって体系化して理解することを目的とする。ここで「第一原理」とは、降着円盤を駆動するシアストレスの起源である流体力学不安定と、主要な冷却過程である輻射輸送を、「パラメタリゼーション」を用いずに、直接数値計算を用いて取り扱うことを意味する。平成２９年度は、平成２８年度に引き続き、重力不安定が駆動する降着円盤について、特に、中心星からの可視光照射を受ける原始惑星系円盤を対象として研究を進めた。具体的には、中心星からの距離と面密度の２つをパラメータとして、重力不安定の非線形発展を調べ、特に、滑らかな円盤が密度塊に分裂する条件に着目した。計算結果から、（イ）中心星からの距離がおよそ60AU以下の場合、ある特定の面密度を超えると分裂が起こること、（ロ）中心星からの距離がおよそ90AU以上の場合、面密度にかかわらず、常に分裂が起こること、がわかった。これら異なる条件における分裂に共通する物理機構を探ったところ、初期の軸対称重力不安定の非線形発展として成長する密度波における自己重力と外部重力の比が鍵となっていることが判明した。すなわち、（ハ）面密度が大きいほど、あるいは中心星からの距離が大きいほど、密度波における自己重力が（外部重力に対して相対的に）強い傾向があり、（ニ）そういった密度波がさらに自己重力によって方位角方向に分裂すると、その強い自己重力によって密度塊が形成されやすい、のである。また、（ホ）中心星からの距離が大きいほど自己重力が（相対的に）強い傾向になるのは、回転がより遅くなっていることが主な原因であることもわかった。これらの結果をまとめた論文は現在投稿準備中である。
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