2020 年度研究成果報告書

相対論的輻射輸送・相対論的輻射流体の基礎研究

研究課題

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研究課題/領域番号	18K03701
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16010:天文学関連
研究機関	大阪教育大学
研究代表者	福江純大阪教育大学, 教育学部, 教授 (80173326)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	ブラックホール降着円盤 / ブラックホール風 / 相対論的輻射流体力学 / 輻射性衝撃波
研究成果の概要	相対論的輻射流体力学と呼ばれる難解な理論天文学の一分野について、基礎的な研究と応用研究を行った。基礎的な研究としては、平行平板など簡単化した状況で、相対論的輻射輸送方程式を厳密に解いて適切なクロージャー関係を見いだし、限定的ではあるが、相対論的輻射流体力学の定式化を完成させた。応用的な研究としては、ブラックホール降着円盤からの相対論的輻射圧駆動風を数値的に解き、また球対称な輻射圧駆動ブラックホール風の詳細な解析も行った。さらに、輻射性衝撃波の問題にも取り組み、円盤降着流においてはじめて輻射性衝撃波の問題を扱い、衝撃波前駆領域の構造を解くことに成功した。
自由記述の分野	天文学
研究成果の学術的意義や社会的意義	ブラックホールのような高エネルギー天体の周辺では、周囲から落下してくるガスが数千万度から数十億度もの高温状態となり、回転運動のために、しばしば光り輝くブラックホール降着円盤を形成している。そのような高温ガスと輻射（光）の混合流体においては、ガスと輻射の相互作用を考慮した相対論的輻射流体力学という取り扱いが必要となる。本研究ではまず基礎的研究を行った。さらに応用研究としては、ブラックホール降着円盤から輻射の圧力で押し出される降着円盤風や、ブラックホール近傍から球対称に吹くブラックホール風を解析した。なんでも吸い込むと思われているブラックホール近傍からは高エネルギーの風が吹いているのである。