X線パルサーのスピンアップ/ダウンの数値シミュレーション

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63540195
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 松田 卓也 京都大学, 工学部, 助教授 (20026206)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 蜂巣 泉 京都大学, 工学部, 助手 (90135533) ; 武田 英徳 京都大学, 工学部, 助手 (80026343) ; 桜井 健郎 京都大学, 工学部, 教授 (30025837)
• Keywords: アクリーション / X線星 / X線パルサー / スピンアップ / スピンダウン / 数値シミュレーション

Research Abstract

X線パルサーのスピンアップ・ダウン現象を研究するために、星風によるアクリーションの数値シミュレーションを行った。コンパクト星にたいしてガスガ吹きつけているとする。そのガスは天体の重力に引かれて天体に落下する。その流れの時間発展を2次元ないし3次元の数値流体コードを用いて計算した。まず星に吹きつける流れが無限上流で一様な場合を考える。そのときは流れに軸対称性を仮定してもよい。この場合流れは内部境界条件に大きく依存することが分かった。完全吸い込み条件の場合には、比較的定常なバウ衝撃波が発生する。しかし完全反射の条件の場合には、流れは極めて非定常になる。
完全吸い込みの場合の計算は、われわれのほかに米国のTaam,Fryxellが同じパラメターで計算を行い、Hoがこれらをまとめて共同研究として発表した。この研究の目的はコンパクト星に対して持ち込まれる角運動量を軸対称の解からの攝動として計算することにある。マッハ数が5と10の場合について計算し、角運動量輸送に対する圧力の寄与が大きくないことを示した。
つぎに完全な3次元計算をドイツのAnzer,Borner,イスラエルのLivioと共同して行った。この研究では2次元(面対称)計算もあわせて行い比較した。その結果、2次元計算と3次元計算では、定性的な結果は一致しても、定量的にはかなりの差があることが分かった。従って、これまでなされてきたような2次元(面対称)計算の結果にもとずいて多くのことを言うことは正しくない事を示した。コンパクト天体に対する角運動量輸送の量を計算した。その結果、これまでの定説であるShapiro Lightmanのいう角運動量輸送よりは、はるかに小さな量しかコンパクト天体に持ち込まれないことが分かった。
軸対称計算については、流れ模様の時間発展をビデオにした。

Research Products

• [Publications] Takuya Matsuda: Mon.Not.R.astr.Soc.(1989)
• [Publications] Cheng Ho: Mon.Not.R.astr.Soc.(1989)
• [Publications] Keisuke Sawada: Astron.Astrophys.(1989)
• [Publications] Takuya Matsuda: "Physics of Neutron Stars and Black Holes" Universal Academy Press,Inc., 558 (1988)