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宇宙ジェットの加速・収束・相互作用の統一的な数値実験による全容の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K13591
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分16010:天文学関連
研究機関筑波大学 (2019-2021)
国立天文台 (2018)

研究代表者

朝比奈 雄太  筑波大学, 計算科学研究センター, 研究員 (00783771)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワードブラックホール / 降着円盤 / 宇宙ジェット / 数値シミュレーション / 磁気流体シミュレーション / 輻射輸送 / 一般相対論的輻射磁気流体 / 磁気流体 / 一般相対論 / ジェット / MHD / 衝撃波
研究成果の概要

ブラックホール近傍の降着円盤および宇宙ジェットを含むアウトフローの一般相対論的輻射磁気流体シミュレーションを様々な質量降着率の降着円盤に対して実施した。ブラックホール近傍の輻射輸送をより正確に解くことのできるコードを開発し、従来の近似解法の結果と比べることで、降着円盤の回転軸など光学的に薄い領域に違いが現れることを明らかにした。また、ブラックホール近傍の結果を用いた、遠方でのジェット伝播の計算を実施し、ジェットが安定に伝播できることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ブラックホール近傍の輻射輸送をより正確に扱うために、輻射輸送方程式を解く一般相対論的輻射磁気流体コードを開発した。輻射輸送方程式を直接解いたブラックホール降着流の一般相対論的輻射磁気流体シミュレーションは世界初である。従来用いられていた近似解法では光学的に薄い領域で輻射の非物理的な衝突が起きてしまうが、我々の計算では非物理的な衝突は起こらず、より精緻な輻射場を得ることに成功した。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (44件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] General Relativistic Radiation Magnetohydrodynamics Simulations of Black Hole Accretion Disks: Comparison of Methods Based on Variable Eddington Tensor and Based on M1 Closure2022

    • 著者名/発表者名
      Asahina Yuta、Ohsuga Ken
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 929 号: 1 ページ: 93-93

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac5d37

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Numerical Scheme for General Relativistic Radiation Magnetohydrodynamics Based on Solving a Grid-based Boltzmann Equation2020

    • 著者名/発表者名
      Asahina Yuta、Takahashi Hiroyuki R.、Ohsuga Ken
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 901 号: 2 ページ: 96-96

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abaf51

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 一般相対論的輻射磁気流体計算を用いたカー・ブラックホール周りの超臨界降着流の研究2022

    • 著者名/発表者名
      内海碧人, 大須賀健, 髙橋博之, 朝比奈雄太
    • 学会等名
      令和3年度 国立天文台 CfCA ユーザーズミーティング
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 一般相対論的輻射磁気流体力学シミュレーションで探る超臨界降着円盤のブラックホールスピン依存性2022

    • 著者名/発表者名
      内海碧人, 大須賀健, 髙橋博之, 朝比奈雄太
    • 学会等名
      ブラックホールジェット・降着円盤・円盤風研究会 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 輻射輸送方程式を解く一般相対論的輻射磁気流体コードINAZUMAによるブラックホール降着流計算2022

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太, 髙橋博之, 大須賀健
    • 学会等名
      ブラックホールジェット・降着円盤・円盤風研究会 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 磁化中性子星への超臨界降着流によるアウトフローについて2022

    • 著者名/発表者名
      井上壮大, 大須賀健, 髙橋博之, 朝比奈雄太
    • 学会等名
      ブラックホールジェット・降着円盤・円盤風研究会 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ブラックホール降着円盤の数値シミュレーション;研究の今後と発展2022

    • 著者名/発表者名
      髙橋博之, 大須賀健, 川島朋尚, 朝比奈雄太, 内海碧人, 井上壮大
    • 学会等名
      ブラックホールジェット・降着円盤・円盤風研究会 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 一般相対論的輻射磁気流体計算で探る、カー・ブラックホール周りの超臨界降着円盤2022

    • 著者名/発表者名
      内海碧人, 大須賀健, 髙橋博之, 朝比奈雄太
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 相対論的流体中での因果律を保った光子多重散乱効果2022

    • 著者名/発表者名
      高橋労太, 梅村雅之, 大須賀健, 朝比奈雄太
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Boltzmann輻射輸送によるCompton冷却を考慮したRIAF円盤の電子温度計算2022

    • 著者名/発表者名
      小川拓未, 朝比奈雄太, 大須賀健, 高橋博之, 川島朋尚
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 一般相対論的輻射磁気流体力学シミュレーションで探る超臨界降着円盤のブラックホールスピン依存性2022

    • 著者名/発表者名
      内海碧人, 大須賀健, 髙橋博之, 朝比奈雄太
    • 学会等名
      ブラックホール磁気圏研究会2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 測地線に沿った一般相対論的輻射輸送コードの開発と適用2022

    • 著者名/発表者名
      高橋幹弥, 大須賀健, 高橋労太, 小川拓未, 梅村雅之, 朝比奈雄太
    • 学会等名
      ブラックホール磁気圏研究会2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 相対論的流体中での因果律を保った光子多重散乱効果2022

    • 著者名/発表者名
      高橋労太, 梅村雅之, 大須賀健, 朝比奈雄太
    • 学会等名
      ブラックホール磁気圏研究会2023
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 超臨界降着流の一般相対論的輻射磁気流体シミュレーション2021

    • 著者名/発表者名
      髙橋博之, 大須賀健, 川島朋尚, 朝比奈雄太, 内海 碧人, 井上 壮大
    • 学会等名
      W50/SS433研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 磁化中性子星への超臨界降着流によるアウトフロー;駆動機構とその温度について2021

    • 著者名/発表者名
      井上壮大, 大須賀健, 髙橋博之, 朝比奈雄太, 川島朋尚
    • 学会等名
      中性子星研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Boltzmann法によるカー・ブラックホール近傍の輻射輸送2021

    • 著者名/発表者名
      小川拓未, 朝比奈雄太, 大須賀健, 髙橋博之
    • 学会等名
      日本天文学会秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 磁化中性子星への超臨界降着流によるアウトフロー;駆動機構とその温度について2021

    • 著者名/発表者名
      井上壮大, 大須賀健, 髙橋博之, 朝比奈雄太
    • 学会等名
      日本天文学会秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ブラックホール降着流・噴出流の研究~これまでの成果と今後の課題~2021

    • 著者名/発表者名
      大須賀健, 髙橋博之, 川島朋尚, 野村真理子, 嶺重慎, 朝比奈雄太, 内海碧人
    • 学会等名
      高エネルギー現象で探る宇宙の多様性I
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 測地線に沿った空間3次元一般相対論的輻射輸送コードの開発2021

    • 著者名/発表者名
      高橋幹弥, 大須賀健, 高橋労太, 小川拓未, 梅村雅之, 朝比奈雄太
    • 学会等名
      第34回理論懇シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 一般相対論的輻射磁気流体力学シミュレーションで探る超臨界降着円盤2021

    • 著者名/発表者名
      内海碧人, 大須賀健, 髙橋博之, 朝比奈雄太
    • 学会等名
      第34回理論懇シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] GR-RMHDコードINAZUMAによるブラックホール降着円盤シミュレーション:スピン依存性2021

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太, 髙橋博之, 大須賀健
    • 学会等名
      第34回理論懇シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 一般相対論的輻射磁気流体コードINAZUMAを用いたブラックホール降着流シミュレーション2021

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太, 高橋博之, 大須賀健
    • 学会等名
      令和2年度 国立天文台 CfCA ユーザーズミーティング
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] GR-RMHDコードINAZUMAによるブラックホール降着流シミュレーション2021

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
    • 学会等名
      ブラックホール降着流ミニ研究報告会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 一般相対論的輻射磁気流体コードINAZUMAによるブラックホール降着流シミュレーション2021

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
    • 学会等名
      第4回FORCE研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 輻射輸送方程式を解くGR-RMHDコードINAZUMAによるブラックホール降着流シミュレーション2021

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] GRRMHD simulations of black hole accretion flows solving Boltzmann equation2021

    • 著者名/発表者名
      Yuta Asahina, Hiroyuki R. Takahashi, Ken Ohsuga
    • 学会等名
      Black Hole Astrophysics with VLBI: Multi-Wavelength and Multi-Messenger Era
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ブラックホール降着流の一般相対論的輻射磁気流体計算:質量降着率依存性2020

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
    • 学会等名
      日本天文学会秋季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 輻射輸送方程式を解く一般相対論的輻射磁気流体コードINAZUMAによるブラックホール降着流計算2020

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太, 高橋博之, 大須賀健
    • 学会等名
      第33回理論懇シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] GR-RMHD simulations of black hole accretion flows2020

    • 著者名/発表者名
      Yuta Asahina, Hiroyuki R. Takahashi, Ken Ohsuga
    • 学会等名
      12th symposium on Discovery,Fusion, Creation of New Knowledge by Multidisciplinary Computational Sciences
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a general relativistic radiation magnetohydrodynamical code based on solving the Boltzmann equation2020

    • 著者名/発表者名
      Yuta Asahina, Hiroyuki Takahashi, Ken Ohsuga
    • 学会等名
      The cosmos at high energies: exploring extreme physics through novel instrumentation
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ボルツマン方程式を解く超臨界降着流の一般相対論的MHDシミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
    • 学会等名
      日本天文学会2020年春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ボルツマン方程式を解くGRRMHDコードの開発と降着円盤への適用2019

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
    • 学会等名
      「超巨大ブラックホール研究推進連絡会」第6回ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ボルツマン方程式を解くGRRMHDコードの開発と降着円盤への適用2019

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
    • 学会等名
      銀河系中心部研究会2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] General relativistic RMHD simulations of accretion flows2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Asahina, Hiroyuki Takahashi, Ken Ohsuga
    • 学会等名
      9th East-Asia School and Workshop on Laboratory, Space, and Astrophysical Plasmas (EASW9)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超臨界降着流の一般相対論的輻射磁気流体シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
    • 学会等名
      日本天文学会2019年秋季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] General relativistic radiation MHD simulations of supercritical accretion flows2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Asahina, Hiroyuki Takahashi, Ken Ohsuga
    • 学会等名
      11th symposium on Discovery, Fusion, Creation of New Knowledge by Multidisciplinary Computational Sciences
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ボルツマン方程式を解く一般相対論的磁気流体コードの開発2019

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
    • 学会等名
      CfCAユーザーズミーティング
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] General relativistic radiation magnetohydrodynamic simulations of accretion flows2019

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
    • 学会等名
      Max Planck Princeton Center Workshop 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a GR-RMHD code based on solving the Boltzmann equation2019

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
    • 学会等名
      Radiation Hydrodynamic Approaches to the Study of Black Hole Accretion and Outflows
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ボルツマン方程式を解く降着円盤のGR-RMHDシミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
    • 学会等名
      ブラックホール降着流ミニワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ボルツマン方程式を解く一般相対論的磁気流体コードによる超臨界降着流シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
    • 学会等名
      日本天文学会2019年春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 活動銀河核アウトフローによる星間空間フィードバック2018

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太、野村真理子、大須賀健
    • 学会等名
      銀河系中心部研究会2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ボルツマン方程式を解いた一般相対論的輻射磁気流体コードの開発2018

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ボルツマン方程式を解いた一般相対論的輻射磁気流体コードの開発2018

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of a general relativistic radiation magnetohydrodynamical code based on solving Boltzmann equation2018

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
    • 学会等名
      AAPPS-DPP
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ボルツマン方程式を解いた一般相対論的輻射MHDコードの開発2018

    • 著者名/発表者名
      朝比奈雄太、高橋博之、大須賀健
    • 学会等名
      第31回理論懇シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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