高エネルギー天体現象における磁気エネルギー解放とフレア機構の解明

• 研究課題/領域番号: 23840045
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 高橋 博之 国立天文台, 天文シミュレーションプロジェクト, 特任助教 (80613405)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: プラズマ / 相対論 / 輻射 / 磁気流体 / 輻射流体 / 理論天文学 / シミュレーション / 磁気リコネクション / 高エネルギー天体現象

研究概要

モーメント法に基づく相対論的抵抗性輻射磁気流体方程式の数値解法の開発を行った。輻射の吸収項と散乱項について陰的時間積分を採用することにより、従来用いられていた陽的解法に比べて計算コストを大幅に削減することに成功した。さらにこのコードを相対論的磁気リコネクションの問題に適用し、磁気リコネクションに対する輻射の影響を調べた。その結果、放射抵抗の為に磁気エネルギーの解放率は下がることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Numerical Treatment of Anisotropic Radiation Field Coupling with the Relativistic Resistive Magnetofluids (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki R. Takahashi, Ken Ohsuga
  • 雑誌名: ApJ 巻: accepted for publicationin
  • 査読あり
• [雑誌論文] Explicit-Implicit Scheme for Relativistic Radiation Hydrodynamics (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, Hiroyuki R.; Ohsuga, Ken; Sekiguchi, Yuichiro; Inoue, Tsuyoshi; Tomida, Kengo
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 764 号: 2 ページ: 122-135
  • DOI: 10.1088/0004-637x/764/2/122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Energy Release in Relativistic Plasma (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki R. Takahashi, Ken Ohsuga
  • 雑誌名: Proceedings of the International Astronomical Union, IAU Symposium 巻: Volume 279 号: S279 ページ: 405-405
  • DOI: 10.1017/s1743921312013567
• [学会発表] explicit-implicit scheme for relativistic radiation hydrodynamics (2013)
  • 著者名/発表者名: H. R. Takahashi
  • 学会等名: ASTRONUM 2013, 8th International Conference on Numerical Modeling of Space Plasma Flows
  • 発表場所: Biarritz, France, (invited)
• [学会発表] 超臨界降着流からの放射とアウトフローの形成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之
  • 学会等名: HPCI戦略プログラム分野5「物質と宇宙の起源と構造」全体シンポジウム
  • 発表場所: 富士ソフトアキバプラザ,東京
• [学会発表] モーメント法における相対論的輻射磁気流体の半陰的解法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之
  • 学会等名: 宇宙磁気流体・プラズマシミュレーションワークショップWS2013
  • 発表場所: 千葉大学,千葉
• [学会発表] explicit-implicit scheme for relativistic radiation hydrodynamics (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki R. Takahashi
  • 学会等名: ASTRONUM2013
  • 発表場所: Casino Municipal(フランス)
  • 招待講演
• [学会発表] 超臨界降着流からの放射とアウトフローの形成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之
  • 学会等名: HPCI戦略プログラム分野５「物質と宇宙の起源と構造」全体シンポジウム
  • 発表場所: 富士ソフトアキバプラザ(東京)
• [学会発表] モーメント法における相対論的輻射磁気流体の半陰的解法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之
  • 学会等名: 宇宙磁気流体・プラズマシミュレーションワークショップ WS2013
  • 発表場所: 千葉大学(千葉)
• [学会発表] 相対論的磁気リコネクションによるエネルギー解放と輻射による影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之
  • 学会等名: HPCI戦略プログラム分野5「物質と宇宙の起源と構造」全体シンポジウム
  • 発表場所: 秋葉原コンベンションホール,東京
  • 年月日: 2012-03-08
• [学会発表] Numerical Study of Relativistic Reconnection with R3MHD codes (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之、大須賀健
  • 学会等名: Particles and Radiation from Cosmic Accelerators 2012
  • 発表場所: 千葉大学(千葉県)
  • 年月日: 2012-02-22
• [学会発表] 相対論的散逸性磁気流体シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之
  • 学会等名: 理論天文学宇宙物理学懇談会シンポジウム 「計算宇宙物理学の新展開」
  • 発表場所: つくばエポカル,茨城(invited)
• [学会発表] Magnetic Reconnection in Relativistic Plasmas (2012)
  • 著者名/発表者名: H. R. Takahashi
  • 学会等名: East Asia Numerical Astrophysics Meeting
  • 発表場所: Kyoto University, Japan
• [学会発表] 相対論的輻射(磁気)流体力学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之
  • 学会等名: 宇宙磁気流体・プラズマシミュレーションサマースクール
  • 発表場所: 千葉大学,千葉
• [学会発表] Numerical Study of Relativistic Magnetohydrodynamic Reconnection and its Radiative Effects (2012)
  • 著者名/発表者名: H. R. Takahashi
  • 学会等名: Thirteenth Marcel Grossmann Meeting - MG13
  • 発表場所: Stockholm University, Stockholm, Sweden
• [学会発表] Radiative MHD Simulation of Relativistic Magnetic Reconnection (2012)
  • 著者名/発表者名: H. R. Takahashi
  • 学会等名: 2012 US-Japan Workshop on Magnetic Reconnection (MR2012)
  • 発表場所: Princeton, US (invited)
• [学会発表] 相対論的抵抗性輻射磁気流体コードの開発とその応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之
  • 学会等名: 日本天文学会春期年会
  • 発表場所: 龍谷大学,京都
• [学会発表] Magnetic Energy Release in Relativistic Plasma (2012)
  • 著者名/発表者名: H. R. Takahashi, Ken Ohsuga
  • 学会等名: IAU Symposium 279 'Death of Massive Stars: Supernovae & Gamma-Ray Bursts'
  • 発表場所: Nikko, Japan
• [学会発表] モーメント法を用いた輻射場と相対論的磁気流体の数値解法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之
  • 学会等名: 宇宙磁気流体・プラズマシミュレーションワークショップWS2012
  • 発表場所: 千葉大学,東京
• [学会発表] 相対論的抵抗性輻射磁気流体方程式の数値解法と相対論的磁気リコネクション問題への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之
  • 学会等名: 第五回ブラックホール磁気圏勉強会
  • 発表場所: 大同大学,愛媛(invited)
• [学会発表] Numerical Study of Relativistic Magnetic Reconnection with R3MHD Codes (2012)
  • 著者名/発表者名: H. R. Takahashi
  • 学会等名: INTERNATIONAL WORKSHOP ON Particles and Radiation from Cosmic Accelerators CA2012
  • 発表場所: Chiba, japan
• [学会発表] 相対論的リコネクションと輻射場による影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之
  • 学会等名: NINS/UT Reconnection Workshop 2012
  • 発表場所: 学術総合センター,東京(invited)
• [学会発表] Magnetic Reconnection in Relativistic Plasmas (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki R. Takahashi
  • 学会等名: East Asia Numerical Astrophysics Meeting
  • 発表場所: 京都大学(京都)
• [学会発表] Numerical Study of Relativistic Magnetohydrodynamic Reconnection and its Radiative Effects (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki R. Takahashi
  • 学会等名: Thirteenth Marcel Grossmann Meeting - MG13
  • 発表場所: ストックホルム大学(スウェーデン)
• [学会発表] 相対論的散逸性磁気流体シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之
  • 学会等名: 理論天文学宇宙物理学懇談会シンポジウム
  • 発表場所: つくばエポカル(茨城)
  • 招待講演
• [学会発表] 相対論的輻射(磁気)流体力学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之
  • 学会等名: 宇宙磁気流体・プラズマシミュレーションサマースクール
  • 発表場所: 千葉大学(千葉)
• [学会発表] 相対論的抵抗性輻射磁気流体コードの開発とその応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之、大須賀健
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 龍谷大学(京都府)
• [学会発表] Magnetic Energy Release in Relativistic Plasma (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之、大須賀健
  • 学会等名: IAU Symposium 279 'Death of Massive Stars : Supernovae & Gamma-Ray Bursts'
  • 発表場所: ホテル日光千姫物語(栃木県)
• [学会発表] R3MHD(相対論+電気抵抗+輻射+磁気流体)方程式の数値解法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会
  • 発表場所: 福井県府中町屋倶楽部(福井県)(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-17
• [学会発表] 相対論的抵抗性輻射磁気流体コードの数値解法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之、大須賀健
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 石川県音楽堂(石川県)
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] Beyond the Relativistic Magnetohydrodynamics: Numerical Scheme for Relativistic Resistive Radiation Hydrodynamics (2011)
  • 著者名/発表者名: H. R. Takahashi
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: Ishikawa, Japan
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] 陰的解法に基づく安定な相対論的輻射磁気流体コードの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之
  • 学会等名: 日本天文学会秋期年会
  • 発表場所: 鹿児島大学,鹿児島
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] 陰的解法に基づく安定な相対論的輻射磁気流体コードの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之、大須賀健、関口雄一郎、井上剛志、富田賢吾
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 鹿児島大学(鹿児島県)
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] 陽・陰解法を用いた相対論的輻射磁気流体コードの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之
  • 学会等名: 流体力学会
  • 発表場所: 首都大学東京,東京
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] 陽・陰解法を用いた相対論的輻射磁気流体コードの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之、大須賀健、関口雄一郎、井上剛志、富田賢吾
  • 学会等名: 日本流体力学会
  • 発表場所: 首都大学東京(東京都)
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] R3MHD(相対論+電気抵抗+輻射+磁気流体)方程式の数値解法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之
  • 学会等名: SGEPSS波動分科会「一般相対論とMHDプラズマ」
  • 発表場所: 町屋倶楽部,福井(invited)
• [学会発表] 磁気リコネクションでフレアを説明できるか? (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋博之
  • 学会等名: AGN-JET WORKSHOP 2011-他波長放射で探る活動銀河核ジェット-
  • 発表場所: 国立天文台,東京
• [備考] Relativistic Radiation Magnetohydrodynamics
  • URL: http://www.cfca.nao.ac.jp/~takhshhr/study_radmhd.html