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2017 年度 実施状況報告書

超臨界降着天体からのアウトフローとX線による観測可能性

研究課題

研究課題/領域番号 17K05383
研究機関京都大学

研究代表者

嶺重 慎  京都大学, 理学研究科, 教授 (70229780)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードブラックホール天文学 / X線天文学 / シミュレーション / 輻射流体力学 / 輻射輸送 / パルサー / 一般相対性理論 / アウトフロー
研究実績の概要

本研究計画は、一般相対論的輻射流体シミュレーションを実行して、超臨界降着が産み出す輻射やガス噴出(アウトフロー)の特徴と、それが周囲へ与える影響を定量的に見積もってフィードバックの全貌を理論的に明らかにし、将来の観測に備えるものである。今年度は3本の柱ごとに以下の結果を得た。いずれも連携研究者の大須賀健氏(国立天文台)、国立天文台の研究員、京都大学大学院生と行った共同研究である。
1.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:高光度降着流が生み出すコンプトン散乱により変形されたX線スペクトルをモンテカルロ法によって計算し、硬X線領域でべき型スペクトルをもつ超過成分が発生すること、およびそのスペクトル形状は最新のULX(超高光度X線源)の観測をみごと再現することを査読論文にまとめ発表した。(2)一般相対論的磁気輻射流体シミュレーションデータを使って、ブラックホールに落ちこむガスリングの運動と輻射光度変動を定量的に明らかにし、査読論文雑誌で発表した。(3) ブラックホールおよび中性子星への超臨界降着およびアウトフローの共通点と相違点を、一般相対論的輻射磁気流体シミュレーションを実行して明らかにし、査読論文雑誌で発表した。
2.ライン輻射輸送計算とクランプ状アウトフローの観測可能性:研究の母体となるクランプ状アウトフローの3次元磁気流体シミュレーションを世界で初めて実行し、査読論文として発表をした。
3.バイナリーブラックホールへの超臨界降着とアウトフロー:外国人共同研究者のIllenseer氏(キール大)が開発したcurvilinear grid法流体コードを用いたシミュレーションを実行し、バイナリーブラックホールの降着・噴出過程を調べた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

流体シミュレーション部分については、ほぼ予定どおりの進捗状況である。

今後の研究の推進方策

当初予定していた研究計画通りに研究を推進する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Can the relativistic light-bending model explain X-ray spectral variations of Seyfert galaxies?2018

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto, Misaki; Moriyama, Kotaro; Ebisawa, Ken; Mineshige, Shin; Kawanaka, Norita; Tsujimoto, Masahiro
    • 雑誌名

      Pub. Astron. Soc. Japan

      巻: 70 ページ: 42

    • DOI

      10.1093/pasj/psy032

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supercritical Accretion onto a Non-magnetized Neutron Star: Why is it Feasible?2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Hiroyuki R.、Mineshige Shin、Ohsuga Ken
    • 雑誌名

      Astrophys. J.

      巻: 853 ページ: 45~45

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aaa082

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radiation hydrodynamic simulations of a super-Eddington accretor as a model for ultra-luminous sources2017

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Takumi、Mineshige Shin、Kawashima Tomohisa、Ohsuga Ken、Hashizume Katsuya
    • 雑誌名

      Pub. Astron. Soc. Japan

      巻: 69 ページ: 33~33

    • DOI

      10.1093/pasj/psx006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-frequency Quasi-periodic Light Variations from Arc-shaped Gas Clouds Falling onto a Black Hole2017

    • 著者名/発表者名
      Moriyama Kotaro、Mineshige Shin、Takahashi Hiroyuki R.
    • 雑誌名

      Astrophys. J.

      巻: 850 ページ: 56~56

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aa92cb

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical modeling of Comptonized X-ray spectra of super-Eddington accretion flow: Origin of hard excess in ultraluminous X-ray sources2017

    • 著者名/発表者名
      Kitaki Takaaki、Mineshige Shin、Ohsuga Ken、Kawashima Tomohisa
    • 雑誌名

      Pub. Astron. Soc. Japan

      巻: 69 ページ: 92~92

    • DOI

      10.1093/pasj/psx101

    • 査読あり
  • [学会発表] ブラックホールへ間欠的に落下するガス雲の光度変動と偏光の関係2017

    • 著者名/発表者名
      森山小太郎
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
  • [学会発表] ブラックホール超臨界降着流に付随するコロナからのX線放射スペクトル2017

    • 著者名/発表者名
      川中宣太
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
  • [学会発表] ブラックホールの超臨界成長・円盤スペクトルの効果2017

    • 著者名/発表者名
      竹尾英俊
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会
  • [学会発表] X-ray reverberation lags due to AGN winds2017

    • 著者名/発表者名
      水本岬希
    • 学会等名
      日本天文学会春季年会

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公開日: 2018-12-17  

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