| 研究課題/領域番号 |
18K13594
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| 研究機関 | 国立天文台 |
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研究代表者 |
川島 朋尚 国立天文台, 天文シミュレーションプロジェクト, 特任助教 (90750464)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | ブラックホール / 中性子星 / 降着流 / 相対論的ジェット / 一般相対論的輻射輸送 / ブラックホール・シャドウ / イベント・ホライズン・テレスコープ / 高エネルギー宇宙物理 |
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| 研究実績の概要 |
自身が開発した一般相対論的輻射輸送コードRAIKOUを用いて、ブラックホールのスピン方向(降着流の回転と順方向か逆方向か）が、恒星質量ブラックホールへの超臨界降着流の輻射スペクトルに与える影響を調べた。その結果、逆方向スピンの方がスペクトルは硬くなることがわかった。
また、自身も参加する国際共同研究プロジェクトであるイベント・ホライズン・テレスコープでブラックホール・シャドウが初観測されたM87における新たな理論モデルを提案し、ブラックホール・シャドウを計算した。その結果、観測された光子リング・イメージのなかにはジェット根元からのプラズマ放射イメージが含まれている可能性があることがわかった。このことは2020年代に実現される次世代のイベント・ホライズン・テレスコープで検証可能であり、相対論的ジェットの形成・加速メカニズムを明らかにする上で重要な知見をもたらす可能性がある。
さらに、簡易モデルおよび一般相対論的磁気流体シミュレーション・モデルを用いてブラックホール・シャドウを含む電波からX線・γ線までの多波長輻射輸送計算に着手した。その結果、X線・γ線スペクトルはブラックホール・スピンに強く依存し、ブラックホール時空構造に新たな制限を与えられる可能性があることが明らかになってきた。
また、一般相対論的輻射輸送コードの偏光計算への拡張を進め、テスト計算を実施した。回転ブラックホールの重力場の影響で起こる偏光ベクトルの回転効果であるgravitational faraday rotationが正しく計算できていることを確認した。
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| 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
中性子星への超臨界降着流シミュレーションに関する研究成果をまとめた論文が受理・出版された。巨大ブラックホールのブラックホール・シャドウについての計算が進み、論文は間も無く投稿される見込みである。一般相対論的磁気流体シミュレーション・データを用いたブラックホール・シャドウやジェット・降着流イメージ計算、多波長スペクトル計算も実施し、その成果の一部については論文執筆を開始している。
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| 今後の研究の推進方策 |
時間変動を含む多波長の一般相対論的輻射輸送計算を実施し、ブラックホールのスピンや降着流・ジェットのダイナミクスについての情報が、ブラックホール・シャドウや降着流・ジェットのイメージおよび輻射スペクトルに現れる特徴を明らかにする。
コンプトン散乱を含む場合の偏光を考慮した一般相対論的輻射輸送コードの開発を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
covid-19の関係で旅費の使用が制限されたため、次年度に繰り越した。状況を見ながら研究費の使用計画を立てる予定である。
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