2019 Fiscal Year Research-status Report
The importance of the magnetic field for a spiral arm formation in spiral galaxies and its visualization of the pseudo-observation
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19K03916
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
町田 真美 九州大学, 理学研究院, 助教 (50455200)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 銀河磁場 / 電波偏波観測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
渦状銀河は、一般的に数十マイクロガウス程度の磁場を持ち、分子雲の形成や高エネルギー放射の生成に寄与していると考えらえている。磁場の重要な作用として、荷電粒子の軌道を変化させる事がある。そのため、超新星爆発や活動銀河で加速された高エネルギー宇宙線は、天の川銀河の磁場によってその到来方向が変化し、宇宙線の発生源と観測時の到来方向に相関が無いこともある。つまり、実際の宇宙線の発生源を知るためには天の川銀河の磁場構造を知る必要がある。
そこで、我々は3次元的な物理用分布が分かる銀河ガス円盤の3次元数値計算結果を用い、数値計算結果からストークスパラメータを導出し特に電波帯の放射を導出した。本年度は、次の点についての研究を進めた。(1)放射の導出を内部の吸収の効果が重要になる場合に対応できるよう、コードを拡張した。(2)ビーム偏波解消を考慮できるようにコードを修正した。(3)天の川銀河を想定し、銀河系内から観測した場合の放射分布を作成し、積分された観測結果のうち、どの領域からの放射が卓越するかを検証した。(4)低温の分子ガスと水素ガスの遷移を考慮した3次元磁気流体数値計算の準備を行った。
(3)の天の川銀河と見立てた場合の結果の詳細を概説する。渦状銀河モデルの中心から8kpcの位置に観測者を置き、放射強度分布、偏波放射強度分布を求めた。その結果、観測同様に、銀河中心方向の高銀緯にアーチ状の放射が観測された。このようなアーチ状構造は、銀河中心に由来するものとする説と近傍の超新星残骸であるとする説が拮抗しているが、数値計算結果で最も放射の高い領域を調べたところ、中心から3kpc程度の領域が強い放射を出している事が分かった。
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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
数値計算結果を用いた電波放射を導出するコードの改定は順調に進んでいる。これまでは無視していたビーム偏波解消、吸収の効果を取り入れたので、様々な問題に対応が可能となった。これらの結果について、2件の国際研究会で報告した。
モデル銀河を天の川銀河と模した場合の解析を行った。その結果、2次元に投影した放射強度分布などは、観測と類似の構造(銀河中心に対してほぼ対称に複数のアーチ状の構造)を示すことが分かった。この成因の起源として、銀河中心のブラックホールの活動性によるとするモデルと、近傍の超新星残骸によるとするモデルがある。我々が得た分布の起源はそのどちらでもなく、中心から3kpc程度から磁束が抜け出し渦状構造を作っていることが分かった。これは、予想していた構造とは全く異な新たな形成機構モデルを提示している。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究の進捗状況は概ね予定通りである。今後は、作成した擬似観測コードで系外銀河の場合を再解析し、特にビーム偏波解消を取り入れた結果をまとめる。また、天の川銀河の場合も同様に結果を論文としてまとめる予定である。
今後は、当初計画通り数値計算に分子冷却の効果を取り入れた場合の計算を行い、より現実的な観測結果と直接比較する。
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Research Products
(5 results)
