2020 Fiscal Year Research-status Report
Measuring Interstellar Magnetic Field with Goldreich-Kylafis Effect
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19K03919
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
富阪 幸治 国立天文台, 科学研究部, 教授 (70183879)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 星間磁場 / 磁気静水圧平衡 / 非局所熱平衡 / Goldreich-Kylafis効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
星間磁場がどのように分布しているかを知るためにいくつかの方法がある。視線方向の強度はゼーマン分裂により測られるが、天球面上の磁力線形状は磁場に整列したダストからの熱放射やダストによる背景星の吸収の偏光面により測定される。近年、このダストの星間磁場への整列に関しては、完全ではないと考えられる原始惑星系円盤などの例が知られるようになった。この課題では、ダストの整列を仮定しない天球面上の磁場測定方法であるGoldreich-Kylafis(以下GK)効果の観測予測を行うため、偏光した輻射の輸送を非局所熱平衡の元で計算するプログラムを開発し、3次元的なガスと磁場構造がどのような分子線の偏光を形成するかを数値的に調べる事を目指している。
(A)今年度、偏光を調査するモデル天体として、負の指数を持つポリトロープ・フィラメントの形状、安定性を調べる研究を継続した。このポリトロープ・フィラメントの最大質量がフィラメントの単位長さを貫く磁束にほぼ比例すること、そのフィラメントの動径方向の密度分布がポリトロープ指数によって敏感に変化すること、等を明らかにし、学術誌に発表した。
(B)磁場へ整列したダスト起源の熱輻射を用いると、等温フィラメントの磁場分布がどのように観測されるかを調査した。偏波成分と全強度からそれぞれ導かれるフィラメント幅の比が内部磁場の形状によることを偏波シミュレーションにより見いだした。
(C)引き続きGK効果のシミュレータの基本設計を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
GK効果の非熱平衡輻射輸送は、磁気量子数準位ごとの存在分子数を輻射輸送に基づいて解く必要があり、当初計画したよりも大きな計算量が必要であり、その対策に時間を要している。しかし、星間フィラメントの磁気静水圧平衡形状やそれを熱輻射の偏光によって観測予測する問題については順調に研究を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
(A)GK効果のシミュレータについて、当面、回転量子数Jの上限を制限することで計算量(回転量子数上限の6乗に比例することが予想される)を減らすことを試みる。1次元の輻射輸送を取り扱った研究を再現することを確かめつつ、より複雑な場合に拡大を目指す。
(B)星間磁場に整列したダストからの熱輻射の偏光から内部磁場を推定する研究を磁気静水圧平衡にあるフィラメントを対象として進める。偏光強度および偏光角の動径方向分布を用いてフィラメント内部の磁場の形状を推定できないかを検討する。重力に対して支えられる臨界状態にどの程度近いかを推定できないかを検討する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染拡大に伴って、国際会議、国内研究会等は、延期もしくはオンライン開催に変更された。そのために旅費として準備していた研究費が使用されずに残された。また、出張等は自粛が求められ、研究代表者が研究連絡等に出かけることも行わなかった。
新型コロナウイルスの感染状況とワクチン接種状況が好転すれば延期されていた活動は再開が期待される。計画としては、旅費等に使用するほか、インターネット環境強化にも使用予定である。
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