2020 年度研究成果報告書

磁場を伴った星の安定性解析法開発と安定性解析

研究課題

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研究課題/領域番号	18K03606
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
研究機関	東北大学
研究代表者	吉田至順東北大学, 理学研究科, 助教 (30386635)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	理論宇宙物理
研究成果の概要	磁場を伴った星の安定性解析を行うための定式化を行った。定式化は変分原理に基づくもので、この定式化を用いて、有限要素法による安定性解析を行うための数値コードの作成を進展させた。安定性解析で必要となる磁場星の平衡解について、研究を進めた。主な成果は次の通りである。(i) 非常に強いトロイダル磁場と弱いポロイダル磁場を持つ平衡解を一般相対論の枠組みで求めた。(ii) 一般相対論の枠組みで、磁場を非摂動的に扱った場合の平衡解を一般の磁場構造に対して求めた。(iii) 星の外部に磁気圏を持つ場合の平衡解について解析した。(iv) 磁場星の表面に表面電流がある場合の平衡解を解析した。
自由記述の分野	宇宙物理
研究成果の学術的意義や社会的意義	コンパクト天体の磁場は、高エネルギー天体現象の最も重要な要素の一つであり、磁場無しでは多くの現象を説明できない。その一方で、コンパクト天体に存在する磁場が基本的には不安定であることが指摘されている。これが事実なら非常に深刻な問題であり、磁場を伴う星の安定性は、天体物理においで、重要な問題となる。しかし、今のところ、磁場星の安定性を解析する正確で有効な方法は知られていない。本研究課題では、磁場星の安定性を解析する数値解析方法を進展させたという意味で意義がある。最終的な成果は得られていないが、今後、研究を進めることで、最終的な成果が得られると期待される。