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2022 年度 実績報告書

銀河渦状腕形成に対する磁場の寄与の解明と観測的可視化

研究課題

研究課題/領域番号 19K03916
研究機関国立天文台

研究代表者

町田 真美  国立天文台, 科学研究部, 准教授 (50455200)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード銀河ガス円盤 / 磁気流体 / 電波連続波 / 偏波
研究実績の概要

渦状銀河は、恒星が作る渦状腕に概ね沿った渦状磁場構造を持つ。銀河磁場は、平均数マイクロガウス程度の大局磁場成分とそれよりも強い乱流磁場の重ね合わせで説明できると考えられている。近年、センチ波の多周波数の偏波強度をフーリエ変換することで視線方向に積分された磁場情報を分離するファラデートモグラフィーの研究が盛んになっている。我々は渦状銀河の3次元磁気流体シミュレーションデータを用いた擬似観測を行ってきた。その結果、2次元の天球面上に射影された渦状磁場構造は、密度渦状腕にほぼ沿った構造として観測されるが、3次元的に放射領域を特定していくと、実際には一続きの大きな渦状構造ではなく、視線の異なる位置にあったものの重なり合わせであることがわかった。また、偏波解消が生じる周波数と放射領域の赤道面からの高さの間に相関があることを示した。特に、渦状磁場構造のスケール長が1kpcよりも長い渦状腕の場合の高さとの相関が良い。逆に偏波放射強度としては数kpc以上連続しているけれども、ファラデー深度分布の反転や、偏波解消が有効になる周波数が一定ではない渦状構造は、赤道面付近の構造を反映している場合が多い事がわかった。これらの結果から、密度渦状構造と磁気渦状構造には生成起源に相関はある可能性があるが、放射領域には乖離があることがわかった。
これらの計算は、銀河ガス円盤の差動回転中で生じる磁気回転不安定性によって増幅が銀河磁場の起源であるとしたモデルである。そこで、恒星の運動を正しく追った銀河円盤に対して、ポストプロセスとして誘導方程式を解いて磁場を推定した結果に関しても、同様の擬似観測を行った。その結果、恒星の作る渦状腕とは異なる磁場分布になる事がわかった。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Pseudo-observation of spiral galaxies in the radio band to verify depolarization models2023

    • 著者名/発表者名
      Tashima Yuta、Ohmura Takumi、Machida Mami
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 75 ページ: S123~S137

    • DOI

      10.1093/pasj/psac103

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of depolarizing intervening galaxies on background radio emission. I. Global disk magnetic field2022

    • 著者名/発表者名
      Omae Rikuto、Akahori Takuya、Machida Mami
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 75 ページ: S108~S122

    • DOI

      10.1093/pasj/psac045

    • 査読あり
  • [学会発表] 重力レンズ効果を用いた銀河磁場観測のシミュレーションII2023

    • 著者名/発表者名
      大前陸人、赤堀卓也、町田真美
    • 学会等名
      日本天文学会2023年春季年会
  • [学会発表] 偏波解消特性を用いた渦状銀河の3次元磁場構造解明2023

    • 著者名/発表者名
      田嶋裕太、大村匠、町田真美
    • 学会等名
      日本天文学会2023年春季年会
  • [学会発表] Polarization Analysis of Gravitational Lens Galaxies for Future Polarization Surveys2023

    • 著者名/発表者名
      Rikuto Omae, Takuya Akahori, Mami Machida
    • 学会等名
      CIENTIFIC FRONTIERS AND SYNERGIES FOR THE DSA-2000 RADIO CAMERA
  • [学会発表] 重力レンズ効果を用いた銀河磁場観測のシミュレーション2023

    • 著者名/発表者名
      大前陸人、赤堀卓也、町田真美
    • 学会等名
      SKA Japan ワークショップ2022
  • [学会発表] 偏波解消に着目した擬似観測による渦状銀河磁場構造の解明2023

    • 著者名/発表者名
      田嶋裕太、大村匠、町田真美
    • 学会等名
      SKA Japan ワークショップ2022
  • [学会発表] 磁気流体数値計算結果を用いた渦状銀河の観測的可視化2022

    • 著者名/発表者名
      町田真美
    • 学会等名
      天の川銀河研究会2022
    • 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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