ブラックホール候補天体における状態遷移と時間変動の大局的3次元磁気流体数値実験

• Project/Area Number: 04J01907
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: National Astronomical Observatory of Japan
• Principal Investigator: 中村 真美 (町田 真美) 国立天文台, 理論研究部, 特別研究員PD
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 降着円盤 / 磁気流体数値実験 / 状態遷移 / 準周期振動 / ブラックホール

Research Abstract

ブラックホール候補天体で観測される様々な時間スケール変動の起源を明らかにする事を目的として3次元磁気流体数値実験を行った。特に、状態遷移時に観測される事がある準周期振動の成因を調べた。その結果、降着円場際内縁付近でのガス温度が移流優勢円盤で推定される温度より低い10^<10>K程度の場合には、角運動量輸送率が小さくなり中心から4-10γ_s(γ_sはシュパルツシルト半径)に角運動量一定のトーラスが形成される事がわかった。このトーラス内部において、磁気回転不安定性による磁場増幅が生じる。この時、トーラスはPapaloizou-Pringle不安定性によりドーナツ形から三日月形に変形する。増幅された磁場の磁気圧がガス圧と同程度になると磁気リコネクションが生じトーラス内部に溜った磁気エネルギーを放出するとともにウィンドを噴出する。この時三日月形に歪んだトーラスは元のドーナツ形に戻る。磁気エネルギーの蓄積・解放の間隔はトーラスが最大圧力となる半径の回転周期の10倍程度であり、これは、方位角方向磁場のみから始めた場合の磁気回転不安定性の成長の時間スケールに相当する。中心付近のガス温度が10^<11>K以上の場合にも間欠的な磁気エネルギーの解放とそれに伴うウィンドはあるが、角運動量一定のトーラスは形成されず、また磁気エネルギー解放の周期は揺らぐ。トーラス形成されて周期的な磁気エネルギー解放が生じる時にのみ高振動数の準周期振動が励起される事もわかった。

Research Products

• [Journal Article] Steady Models of Optically Thin, Magnetically Supported Black Hole Accretion Disks (2007)
  • Author(s): 小田寛, 町田真美, 中村賢仁, 松元亮治
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan 59,2(In press)
  • NAID: 10023945391
• [Journal Article] Molecular Loops in the Galactic Center : Evidence for Magnetic Floatation (2006)
  • Author(s): 福井康雄, 他13名
  • Journal Title: Science 314 Pages: 106-106
• [Journal Article] Low-Frequency, One-armed Oscillations in Black Hole Accretion Flow (2006)
  • Author(s): 町田真美, 松元亮治
  • Journal Title: Black Hole : From stars to Galaxies : IAU Symposium 238 Pages: 131-131
• [Journal Article] Sawtooth-like Oscillations of Black Hole Accretion Disks (2006)
  • Author(s): 松元亮治, 町田真美
  • Journal Title: Black Hole : From stars to Galaxies : IAU Symposium 238 Pages: 38-38
• [Journal Article] Steady models of Optically Thin, Magnetically Supported Two-Temperature Accretion Disks around a Black Hole (2006)
  • Author(s): 小田寛, 中村賢仁, 町田真美, 松元亮治
  • Journal Title: Black Hole : From stars to Galaxies : IAU Symposium 238 Pages: 142-142
• [Journal Article] Molecular Loops in the Galactic Center : Evidence for Magnetic Floatation Accelerating Molecular Gas (2006)
  • Author(s): 山本宏昭, 他12名
  • Journal Title: Triggered Star Formation in a Turbulent ISM : IAU Symposium 237 Pages: 247-247
• [Journal Article] Formation of Magnetically Supported Disks During Hard-to-Soft Transition in Black Hole Accretion Flows (2006)
  • Author(s): 町田 真美, 中村賢仁, 松元 亮治
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan 58・1 Pages: 193-193
  • NAID: 10023940066
• [Journal Article] Global Three-Dimensional MHD Simulations of Galactic Gaseous Disks : I. Amplification of Mean Magnetic Fiels in Axsymmetric Gravitational Potetial (2006)
  • Author(s): 錦織 弘充, 町田 真美, 松元 亮治
  • Journal Title: Astrophysical Journal In press
• [Journal Article] Global Three-dimensional MHD Simulations of Galactic Gaseous Disks (2005)
  • Author(s): 錦織 弘充, 町田 真美, 松元 亮治
  • Journal Title: Magnetic Fields in the Universe 784 Pages: 786-786
• [Journal Article] Magnetohydrodynamic Simulations of the Wiggle Instability in Spiral Galaxies (2005)
  • Author(s): 田中実, 和田桂一, 町田真美, 松元亮治, 宮路茂樹
  • Journal Title: Magnetic FieldS in the Universe 784 Pages: 792-792
• [Journal Article] ブラックホール降着円盤の大局的3次元磁気流体シミュレーション (2005)
  • Author(s): 町田 真美
  • Journal Title: 天文月報 98.2 Pages: 83-83
  • NAID: 10014286821
• [Journal Article] Global 3D MHD Simulations of Optically Thin Black Hole Accretion Disks (2004)
  • Author(s): 松元 亮治
  • Journal Title: Progress of Theoretical Physics Supplement 155 Pages: 124-131
• [Journal Article] Time Variabilities of Optically Thin Black Hole Accretion Disks Reproduced by 3D MHD Simulations (2004)
  • Author(s): 町田 真美
  • Journal Title: Progress of Theoretical Physics Supplement 155 Pages: 371-372
  • NAID: 110001216421
• [Journal Article] Global Structures of Optically Thin Black Hole Accretion Flows Obtained from Direct Magnetohydrodynamic Simulations (2004)
  • Author(s): 町田 真美
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan 56.4 Pages: 671-679
  • NAID: 10023932084