2017 Fiscal Year Research-status Report
強磁場中性子星マグネターの内部磁場の起源とその進化の解明
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16K17708
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
藤澤 幸太郎 早稲田大学, 理工学術院, 日本学術振興会特別研究員 (30732408)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | マグネター / 磁場進化 / ホール効果 / 両極性拡散 / 中性子星 / 数値計算スキーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、強磁場中性子星マグネターの磁場を様々な物理過程を用いてモデル化することで、マグネター磁場の進化を議論し強磁場の起源に迫ることである。マグネターの強磁場の起源としては様々な物理モデルが考えられているが、本研究では古典的で最も広く受け入れられているマグネター内部の荷電粒子によって強磁場が生み出されていると考える。するとマグネターの磁場は、荷電粒子同士の相互作用によってオーム散逸、クラスト部分でのホール効果、コア部分での両極性拡散によって進化していくと考えることができる。そこで本研究では、これらの物理過程を取り込むことでマグネターの磁場進化計算を行い、実際に観測されているマグネターの磁場進化を説明できるかどうかを議論する。
二年目である本年度は、コアでの両極性拡散による磁場進化の定式化に主に取り組んだ。特に、先行研究で用いられている近似や簡単化を用いないような定式化を行った。その結果、先行研究で指摘されていた両極性拡散定常状態は1種類ではなく、2種類存在しているということが明らかになった。新しく見つかった定常状態は、先行研究で課していた近似がある時にはなくなる状態であり、先行研究の簡単化が良くないということが分かった。この結果に関しては国際学会で発表・議論を行っており、近いうちに投稿論文としてまとめる予定である。
一方で、数値計算で最も胎児になってくる数値計算スキームに関しても大幅な進展があり、これまでとは異なる新しい数値計算スキームの開発に成功した。この新しい数値計算スキームは従来の数値計算スキームに比べ収束性が非常に良く、効果的に磁場の進化計算を行うことが可能となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は進化計算に向けた両極性拡散の定式化に主に取り組んだ。その結果、先行研究で課している近似を用いた進化計算では２つある定常状態のうちの１つしか現れないことが明らかになり、先行研究の近似は良くないということが分かった。またその際に重要となる数値計算スキームに関しても大幅な進展があり、この新しい数値計算スキームを用いることで効果的に数値計算を行うことができるようになった。この新しい定式化と数値計算スキームを組み合わせることで、今後はマグネターの磁場進化計算を効果的に遂行していくことが可能である。このように、本研究課題はおおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画通りに、今後は新しく作成した定式化と数値計算スキームの両方を用いて、両極性拡散による多次元のコア磁場進化計算を行っていく。そのための準備はほぼ整っているため、進化計算コード開発やテスト計算などに取り組みながら数値計算を実行していき、マグネター磁場の起源とその進化の解明を目指していく。しかし数値計算を進めていく上ではまだ予想できていないような様々な困難に直面する可能性もあるため、そのような場合は新しい問題に臨機応変に対応しながら研究を推進していく。
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| Causes of Carryover |
最終年度である次年度で、これまでの研究成果を論文にまとめ、また国際会議などで発表、国内外の研究機関での議論などを行っていく予定である。そのための論文投稿費用や旅費などに用いて行く予定である。
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Research Products
(3 results)
