2019 年度実施状況報告書

磁気圏変動現象を通じて探る中性子星やブラックホール物理

研究課題

研究課題/領域番号	19K03850
研究機関	広島大学
研究代表者	小嶌康史広島大学, 理学研究科, 教授 (10192577)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード	中性子星 / 磁場 / カイラル磁気効果
研究実績の概要	次の2点に関して成果が得られた。 (1)微視的なスケールでのパリティ非保存の結果、磁場に沿った電流が流れるカイラル磁気効果と呼ばれる物理現象があり、それは天体スケールの大きな構造をつくるダイナモ理論と数学的類似性がある。巨視的な世界を記述する電磁流体力学（MHD）方程式系に磁場に沿った電流を取り入れた場合にどのようなことが起きるかを検討した。圧力と密度が一定の媒質中に、ある方向の一様な磁場があり、そこに線形摂動が加わった場合、不安定な波の成長率を計算した。また、カイラル磁気効果が無い場合に存在する3種類の波のうち、どのモードが不安定になるかを詳細に議論した。前年度から実施していた内容で今年度に論文として発行された。 (2)強い磁場をもつ中性子星であるマグネターの活動性はその磁場の変動が起源とされ、その進化の時間尺度は数千年程度と観測的に示唆される。その時間尺度を得る物理的機構に関して、中性子星のクラスト（殻）部分の磁場進化モデルがある。局所的に磁場が強くなると、磁場のストレスが蓄積され、変形の弾性限界を超えた場合に起きる可塑性な流れ（plastic flow）を考慮に入れなければならず、その流れの反作用として磁場の進化にも影響がでる。そこで粘性的な可塑性な流れを取り入れた、磁場進化の数値シミュレーションを行った。その結果、粘性係数がある範囲の場合、磁場のエネルギーが循環的な運動エネルギーに効率的に転化され、磁場進化へ大きな影響があることが分かった。公表論文として、その内容は2020年4月に印刷中である。
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研究支援の補助金を受け、論文作成や国際会議発表なども含め概ね順調に推移している。しかし、本年度の2月以降はコロナ禍で諸々の行事や予定の変更に追われ、研究の打ち合わせや発表が出来なかったのが今後の進展を遅らせる要因となるかもしれない。
今後の研究の推進方策	研究自体は予定通りに問題なく進められると考えている。しかし、国際会議発表の発表や小研究会の開催などに経費の使用を考えていたが、コロナ禍の影響でこの部分は不透明である。
次年度使用額が生じた理由	年度末頃にいくつかの研究会や学会発表を予定していた。コロナウイルス感染防止策により、それらが全て中止となり、旅費としての使用できなくなったため。次年度以降に開催されるものに使用する。