2005 Fiscal Year Annual Research Report
磁気流体過程を考慮した銀河中心核ガス円盤の形成と活動性の研究
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16340052
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
松元 亮治 千葉大学, 理学部, 教授 (00209660)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
花輪 知幸 千葉大学, 先進科学研究教育センター, 教授 (50172953)
宮路 茂樹 千葉大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (10157646)
横山 央明 東京大学, 大学院理学系研究科, 助教授 (00311184)
福田 尚也 岡山理科大学, 総合情報学部, 講師 (90368613)
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| Keywords | 銀河円盤 / 降着円盤 / 磁気流体力学 / 数値実験 / 活動銀河中心核 / 宇宙ジェット / 自己重力 / 銀河ダイナモ |
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| Research Abstract |
銀河中心核ガス円盤の形成機構と、その活動性の起源を明らかにすることを目的として星とダークマターが作る銀河重力ポテンシャル中を回転するガス円盤の時間発展を3次元磁気流体(MHD)コードを用いて調べた。その結果、磁気回転不安定性の成長とともに磁気乱流が生成され、磁気ストレスによる角運動量輸送に伴って円盤ガスの一部が銀河中心から1kpc以内の領域まで落下すること、方位角方向の平均磁場が10回転程度のタイムスケールで向きを反転しながら1μG程度まで増幅されること、平均磁場の向きが銀河面付近と銀河ハローで逆転すること、磁場反転は磁気浮力による銀河円盤からの磁束浮上によって駆動されること等が明らかになった(錦織、町田、松元2006,ApJ印刷中)。中心核付近に鉛直磁場が持ち込まれ、アウトフローが発生することも示された。このような鉛直磁場に貫かれた中心核円盤の時間発展を磁気拡散の影響を考慮して調べ、準定常的にジェットを噴出しながら質量降着が進むことを示した(桑原ら2005)。また、ジェットの安定性をカーテシアン座標系3次元の磁気流体コードを用いて調べた結果、ジェットの回転によって電流駆動型の非軸対称不安定性の成長が抑えられることがわかった。次に、非軸対称重力ポテンシャル中を回転するガス円盤中に発生する渦状衝撃波の安定性をMHD数値実験によって調べ、1μG程度の磁場がある場合でもケルビンヘルムホルツ不安定性に起因するwiggle構造が成長することを示した。
宇宙磁気流体統合コードCANSにRoe法にもとづく3次元磁気流体シミュレーションエンジンを実装し、マルチグリッド法に基づくポアッソンソルバーと結合して銀河中心核円盤に適用した。CANSのドキュメント化を進め、英語版Webページを公開するとともに、2006年3月に千葉大学で開催したアジア地域の国際シミュレーションスクールの教材としても活用した。
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