大域的磁場の性質から探る中性子星の構造と進化

• 研究課題/領域番号: 26400276
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 小嶌 康史 広島大学, 理学研究科, 教授 (10192577)
• 研究協力者: 岡本 聖樹 , 大学院生
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 宇宙物理 / 中性子星 / 磁気圏 / 相対論 / ブラックホール / 磁場 / 数値計算

研究成果の概要

マグネターの表面の運動が磁気圏にひずみを与え、閾値を超えた時点で突発的現象が起きると考えられるので、静的な磁気圏として可能な解を系統的に調べた。一般相対論的効果により蓄えられるエネルギーは大幅に増加する。それは星の表面近傍にできる、非線形効果で絡み合った磁気構造が重要で、そのような状態はフレア開始前のものと考えられる。
また、二成分プラズマの微視的モデルにより定常なブラックホール磁気圏構造を探った。外向きの電磁的エネルギーの流れを生じる機構を示せたが、その量はプラズマ数密度が増加すると、減少することもわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Twisted magnetosphere with quadrupolar fields in the exterior of a neutron star (2018)
  • 著者名/発表者名: Kojima Yasufumi
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 477 号: 3 ページ: 3530-3538
  • DOI: 10.1093/mnras/sty866
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Axisymmetric force-free magnetosphere in the exterior of a neutron star - II. Maximum storage and open field energies (2018)
  • 著者名/発表者名: Kojima Yasufumi , Okamoto Satoki
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 475 号: 4 ページ: 5290-5295
  • DOI: 10.1093/mnras/sty176
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 雑報『不惑BZ77研究会』観戦記 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小嶌康史 他
  • 雑誌名: 天文月報 巻: 2 ページ: 146-147
• [雑誌論文] Magnetic energy stored in relativistic force-free magnetospher (2017)
  • 著者名/発表者名: Kojima Yasufumi
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Ser. 巻: 932 ページ: 012016-012016
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Axisymmetric force-free magnetosphere in the exterior of a neutron star (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasufumi Kojima
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 468 号: 2 ページ: 2011-2016
  • DOI: 10.1093/mnras/stx584
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Outgoing electromagnetic power induced from pair plasma falling into a rotating black hole (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasufumi Kojima
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 451 号: 4 ページ: 3902-3911
  • DOI: 10.1093/mnras/stv2155
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] マグネター磁気圏のエネルギー蓄積と開いた構造（フレア状態）への遷移 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小嶌康史
  • 学会等名: 日本天文学会
• [学会発表] マグネター磁気圏でのフレア前のエネルギー蓄積 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小嶌康史
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] Magnetic energy stored in relativistic force-free magnetosphere (2017)
  • 著者名/発表者名: Kojima Yasufumi
  • 学会等名: Physics of Neutron Stars - 2017
  • 国際学会
• [学会発表] ブラックホールの自転と２成分プラズマ流による外向きの電磁エネルギー流の生成と消滅 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小嶌康史
  • 学会等名: 日本天文学会
• [学会発表] マグネターの巨大フレア時の重力波放出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小嶌康史
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] 微小回転のブラックホールから外向きの電磁エネルギー流の生成機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小嶌康史
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 首都大学東京 （東京都八王子市）
  • 年月日: 2016-03-14
• [学会発表] Strong magnetic fields in neutron stars (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Kojima
  • 学会等名: Intense fields and the extreme universe
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2016-03-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Exploring black hole engine (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Kojima
  • 学会等名: CTA Japan meeting
  • 発表場所: 東京大学柏キャンパス
  • 年月日: 2016-01-13
  • 招待講演
• [学会発表] Exploring magnetic fields of neutron star (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Kojima
  • 学会等名: Comprehensive Studies of Neutron Stars
  • 発表場所: 理化学研究所
  • 年月日: 2015-11-24
  • 招待講演
• [学会発表] ブラックホールの回転による外向きの電磁エネルギー流の生成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小嶌康史
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 甲南大学（兵庫県)
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] ブラックホール磁気圏の回転駆動による電流と電荷の分布構造 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小嶌康史
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2015-03-15 – 2015-03-18
• [学会発表] ブラックホールの準固有振動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小嶌康史
  • 学会等名: 作用素論セミナー
  • 発表場所: 京都大学数理解析研究所
  • 年月日: 2014-12-12
  • 招待講演
• [学会発表] Black hole electromagnetic structure examined by two-fluid plasma flow (2014)
  • 著者名/発表者名: Ｙａｓｕｆｕｍｉ Ｋｏｊｉｍａ
  • 学会等名: Olomouc Synergy in Czech Republic
  • 発表場所: Olomouc in Czech Republic
  • 年月日: 2014-11-23 – 2014-11-26
  • 招待講演
• [学会発表] 星の内部磁場 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小嶌康史
  • 学会等名: 第２回DTAシンポジウム「コンパクト天体の活動性と磁気的性質」
  • 発表場所: 国立天文台
  • 年月日: 2014-10-27 – 2014-10-29
  • 招待講演