差動回転円盤における磁気回転・磁気浮力不安定性の研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07640348
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 松元 亮治 千葉大学, 理学部, 助教授 (00209660)
• 研究分担者: 山下 和之 千葉大学, 総合情報処理センター, 講師 (50270864) ; 宮路 茂樹 千葉大学, 理学部, 助教授 (10157646)
• キーワード: 降着円盤 / 差動回転 / 電磁流体力学 / 磁気不安定性 / 角運動量輸送 / ダイナモ / ジェット / 数値実験

研究概要

1.差動回転円盤における磁気回転・磁気浮力不安定性の非線形時間発展を鉛直重力の効果を含めた局所3次元電磁流体数値実験によって調べ、磁気降着円盤にはガス圧優勢な準定常状態と磁気圧優勢な激変的状態の二状態があることを明らかにした。後者の状態では、磁気回転不安定性と磁気浮力不安定性が同時に成長し、それらの相互作用によって磁場増幅が続く。このようにして蓄積された磁気エネルギーが急激に解放されることによって激変的な時間変動が期待される。以上の結果を1996年7月に開催されたIAUコロキウムNo.163"Accretion Phenomena and Related Outflows"国際会議で発表した。また、準定常状態と激変的な状態がそれぞれX線星で観測されるHigh state、Low Stateに対応するというモデルを提唱し、1997年3月に開催された"All-Sky X-ray Observations in the Next Decade"国際会議で発表した。
2.大局磁場に貫かれた回転トーラス3次元数値実験によって双極ジェットの形成機構を調べた。また、ジェットの噴出点である円盤表面付近で成長する非軸対称磁気不安定性によってジェット中に非軸対称構造が形成される機構を明らかにした。次に、軸方向あるいは方位角方向の磁場に貫かれた円筒プラズマにおける非軸対称磁気不安定性の時間発展を3次元の大局的電磁流体数値実験によって調べ、大局的な線形解析と一致する結果を得た。
3.双極磁場を持つ中心星と差動回転円盤の相互作用を軸対称2次元の数値実験によって調べ、円盤から注入される磁気捻れによって駆動される磁気リコネクションの結果、高温プラズマが生成、加速されることを示した。この機構を星形成領域のX線フレアと光学ジェット形成に適用したモデルをLetter論文として発表した。

研究成果

• [文献書誌] 松元亮治: "Magnetic Viscosity by Localized Shear Flow Instability in Magnetized Accretion Disks" Astrophysical Journal. 445. 767-779 (1995)
• [文献書誌] 嶺重慎: "Low-state Disks and Low-beta Disks" Astrophysical Journal. 445. L43-L46 (1995)
• [文献書誌] 釜谷秀幸: "Interstellar Mass Outflow to Galactic Halos by the Supernova-driven Parker Instability" Astrophysical Journal. 458. L25-L28 (1996)
• [文献書誌] 松元亮治: "Radio Jets and the Formation of Active Galaxies : Accretion Avalanches on the Torus by the Effect of a Large-scale Magnetid Field" Astrophysical Journal. 461. 115-126 (1996)
• [文献書誌] 小野靖: "Ion Acceleration and Direct Ion Heating in Three-Component Magnetic Reconnection" Physical Review Letters. 76. 3328-3331 (1996)
• [文献書誌] 萬本忠宏: "X-ray Fluctuations from Locally Unstable Advection-dominated Disks" Astrophysical Journal. 464. L135-L138 (1996)
• [文献書誌] 松元亮治: "Three Dimensional Structure of Magnetized Disks" Basic Physics of Accretion Disks. 305-310 (1996)
• [文献書誌] 林満: "X-ray Flares and Mass Outflows Driven by Magnetic Interaction between a Protostar and its Surrounding Disk" Astrophysical Journa. 468. L37-L40 (1996)
• [文献書誌] 中村賢仁: "Global Structure of Advection-Dominated Two-Temperature Accretion Disks" Publ.Astron.Soc.Japan. 48. 761-769 (1996)
• [文献書誌] 松元亮治: "電磁流体コードの並列化とシア回転プラズマの3次元数値実験" プラズマ・核融合学会誌. 72. 744-749 (1996)
• [文献書誌] 松元亮治: "並列計算機による宇宙物理" ながれ. 15. 462-467 (1996)
• [文献書誌] 廣瀬重信: "Disk Accretion onto a Magnetized Young Star and Associated Jet Formation" Publ.Astron.Soc.Japan. (印刷中). (1997)
• [文献書誌] 松元亮治: "Three-Dimensional Global MHD Simulations of Magnetised Accretion Sisks and Jets" Accretion Phenomena and Related Outflows. (印刷中). (1997)
• [文献書誌] 松崎考視: "Three Dimensional MHD Simulations of Parker Instability in Differentially Rotating Disk" Accretion Phenomena and Related Outflows. (印刷中). (1997)
• [文献書誌] 松元亮治: "A Numerical Model of the Existence of Two States in Magnetic Accretion Disks" All-Sky X-ray Observations in the Next Decade. (印刷中). (1997)