2019 Fiscal Year Annual Research Report
連星ブラックホール形成の解明に向けた孤立ブラックホールの輻射磁気流体力学計算
Publicly Offered Research
| Project Area | Gravitational wave physics and astronomy: Genesis |
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| Project/Area Number |
18H04592
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
大須賀 健 筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (90386508)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ブラックホール / 降着円盤 / ホイルリットルトン降着 / 数値シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
連星ブラックホールの合体、もしくは三体相互作用などによって生まれると予想される孤立ブラックホールが、星間空間を浮遊するとホイル＝リットルトン機構によってガスを捕獲すると考えられる。ただし、捕獲されたガスがブラックホールに吸い込まれる際、大量の光子が生成されるため、星間ガスには重力に加えて輻射力が働く。このような複雑な状況を数値シミュレーションを用いて解明することが本研究の目的である。本計画を実現するため、星間ガスによる減光を考慮した輻射力と重力を同時に求め、運動方程式と質量保存則を合わせて解くことで定常構造を調べる計算コードを作成した。ガスの運動が変わると系の光学的厚みの分布が変化するので、再帰的に計算を繰り返し最終的に自己矛盾の無い解を得る手法である。その結果、減光の効果で輻射力が減衰するため、従来の予想よりも質量降着率が大きくなることが判明した。特に、エディントン光度に近い状況の場合、減光を考慮しない場合と比べ、質量降着率が数倍にも達することを示すことができた。さらに、中心天体の光度がエディントン光度を超える場合、減光が働かなければ降着は不能である。しかし、減光の効果によって降着が可能となることを示すことができた。この結果は、孤立したブラックホールが従来の予想よりも効率よく質量を獲得する可能性を示唆するものである。なお、研究成果は国際研究会および国内の研究会で発表した。ここで解明したブラックホール近傍へのガスの流れが、最終的にブラックホールに吸い込まれる様子は、詳細な輻射磁気流体シミュレーションによって今後解明する必要があるが、それに必要なボルツマン方程式を得タイプの一般相対論的輻射磁気流体計算コードを完成させることができた。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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