銀河磁場の構造と生成機構の研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01540210
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 土佐 誠 東北大学, 理学部, 助教授 (50022728)
• キーワード: 銀河 / 磁場 / ダイナモ機構 / 渦状腕 / 密度波 / パラメ-タ励振

研究概要

銀河の自発的磁場生成理論(ダイナモ理論)を拡張し、渦状密度波によって磁場の生成機構がどのような影響を受けるかを調べた。αω-銀河ダイナモを考え、軸対称磁場と振動的非軸対称磁場について調べた。
1.渦状密度波によるダイナモ作用の促進、密度波によるガスの圧縮(膨張)によって銀河回転するガスのω効果(シア-の効果)が渦状腕(インタ-ア-ム)で減少(増大)する。また、乱流の増大(減少)により渦状腕(インタ-ア-ム)でα効果が増大(減少)する。このようなダイナモ係数の振動は、密度波のガスの圧縮・膨張による磁場の振動と非可逆的に結合してダイナモ作用を促進する。促進の効果は、通常の密度波の振幅でも十分に大きいことが期待され、ダイナモ作用が弱くてそのままでは磁場を励起・維持出来ない銀河でも、密度波が存在すればその効果によって磁場を増幅・維持することが出来る。このようにして増幅される磁場の構造は、渦状腕では磁場の傾きが大きく、腕と腕の間(インタ-ア-ム)では磁場の傾きが小さい。
2.パラメ-タ励起による振動する磁場の増幅(スウィング励起機構)・銀河ダイナモが活発で、非軸対称モ-ドを励起出来るような場合、渦状密度波がどのような効果を持つかを調べた。ダイナモによる磁場の振動と密度波の振動は、ある共鳴条件が満たされるは、パラメ-タ励振によって振幅が増大する。2本腕の渦状密度波の場合、非軸対称磁場のうちで、パラメ-タ励起による増幅率が最大になるのはいわゆるBSS磁場構造である、従って、2本腕の渦状銀河では、BSS磁場が選択的に増幅されるので、観測されるようなBSS磁場構造が期待される。このような磁場の増幅機構を磁場のスウィング励起機構と呼ぶことを提案している。

研究成果

• [文献書誌] Chiba,M.and Tosa,M.: "structure of magnetic fields in spiral galaxies:global properties of the turbulent dynamo" Monthly Not.Roy.astron.Soc.238. 621-648 (1989)
• [文献書誌] F.-Nakmura,A,and Tosa,M.: "Mass ejection and structure of dwarf elliptical galax ies" Publ.Astron.Soc.Japan,. 41. 953-963 (1989)
• [文献書誌] Fukunaga,M.and Tpsa,M.: "Viscus accretion of molecular clouds towards the galactic ce er" Publ.Astron.Soc.Japan. 41. 975-990 (1989)
• [文献書誌] Tosa.M.and Chiba,M.: "Structuve of magnetic fields by generated by galactic dynamo" Geophysical and Astrophysical Fiuid Mechanics. (1990)
• [文献書誌] Chiba,M.and Tosa,M.: "Swing excitation of galactic magnetic field induced by density waues" Monthly Not.Roy.astron.Soc. (1990)
• [文献書誌] Tosa.M.and Chiba,M.: "Enhancement of galactic dynamos by density waves." in “Galactic and Intergalactic Magnetic Fields",IAU symposium No.140,eds Beck,R.et al. (1990)