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2012 年度 実績報告書

ブラックホール合体における降着流ダイナミクスと放射特性の研究

研究課題

研究課題/領域番号 22340045
研究機関京都大学

研究代表者

嶺重 慎  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70229780)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワードブラックホール / 降着円盤 / X線放射 / 重力波放射 / 輻射輸送 / 宇宙進化 / ガスダイナミクス / 国際情報交換
研究概要

銀河同士の合体に伴い、中心の巨大ブラックホール同士も合体して大きくなったことが示唆されている。それが正しければ、合体前のブラックホールのペア、バイナリーブラックホールの形成は必然であるが、未だ観測的証拠は無い。本研究の目的は、バイナリーブラックホーに特有な電磁波放射変動特性を明らかにすることにより、ブラックホール成長を観測的に検証するための方法論を確立することにある。最終年度は、以下の3テーマに取り組んだ。
1.バイナリーブラックホールのガスダイナミクス:バイナリーブラックホールへのガス降着流を、質量、連星系軌道の離心率、軌道面と円盤面の角度の3パラメータを変えてシミュレーションし、バイナリーブラックホールの光度曲線のパラメータ依存性を明らかにした。結果は論文にまとめて投稿した。レフェリーレポートを得て、いくつかのモデルを再計算し、再投稿した結果、受理された。
2.バイナリーブラックホールを取り巻くガス円盤の探査:合体前のブラックホールは強い重力波を放射する。その放射特性に、バイナリーブラックホールの存在が影響を与えることを見いだし、その効果を定量的に明らかにし論文を投稿した。レフェリーレポートをうけて、さらに計算を進め、再投稿し、受理された。
3.クランピーアウトフローの計算:ブラックホール降着流からのクランピーアウトフローについて、未解明の超臨界降着のレジームについて、今までにない大規模な輻射磁気流体シミュレーションを実行し、その特性を調べて論文にまとめ投稿した。クランプをつくる物理機構として、レーリー・テーラー不安定と輻射流体不安定の両方が効いていることを予想したが確認までは至らなかった。そのため、降着流部分をのぞき、中心から強烈な輻射がふいてガスアウトフローを駆動するという、よりシンプルな状況を仮定し、輻射流体シミュレーションを実行した。結果は解析中である。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Gravitational wave diagnosis of a circumbinary disk2013

    • 著者名/発表者名
      Hayasaki, K., Yagi, K., Tanaka, T. Mineshige, S.
    • 雑誌名

      Phys. Review, D.

      巻: 87 ページ: id. 044051

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.87.044051

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two Power-Law States of the Ultraluminous X-ray Source IC342 X-12013

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, T., Isobe, N., Mineshige, S., Kubota, A., Mizuno, T., Saitou, K.
    • 雑誌名

      Pub. Astron. Soc. Japan

      巻: 65 ページ: id 48

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binary Black Hole Accretion Flows From a Misaligned Circumbinary Disk2013

    • 著者名/発表者名
      Hayasaki, K., Saitou, H., Mineshige, S.
    • 雑誌名

      Pub. Astron. Soc. Japan

      巻: 65 ページ: No. 5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comptonized Photon Spectra of Supercritical Black Hole Accretion Flows with Application to Ultraluminous X-Ray Sources2012

    • 著者名/発表者名
      Kawashima, T., Ohsuga, K., Mineshige, S., Yoshida, T., Heinzeller, D., Matsumoto, R.
    • 雑誌名

      Astrophysical J.

      巻: 752 ページ: id. 18

    • DOI

      10.1088/0004-637X/752/1/18

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Structure and Spectral Features of a Thin Disk and Evaporation-fed Corona in High-luminosity Active Galactic Nuclei2012

    • 著者名/発表者名
      Liu, J. Y., Liu, B. F., Qiao, E. L., Mineshige, S.
    • 雑誌名

      Astrophys. J.

      巻: 754 ページ: id. 81

    • DOI

      10.1088/0004-637X/754/2/81

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Disk modelling by radiation-magnetohydrodynamic simulations2012

    • 著者名/発表者名
      Mineshige, S., Ohsuga, K., Takeuchi, S.
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences

      巻: 39 ページ: id. 06005

    • DOI

      10.1051/epjconf/20123906005

    • 査読あり
  • [学会発表] 超臨界降着流からのクランピーアウトフロー2013

    • 著者名/発表者名
      竹内駿、大須賀健、嶺重慎
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      埼玉大学
    • 年月日
      20130317-20130320
  • [学会発表] トランジエント天体の降着円盤:状態と進化2013

    • 著者名/発表者名
      嶺重慎
    • 学会等名
      理研シンポジウム「コンパクト星連星の多様性と進化」
    • 発表場所
      理化学研究所
    • 年月日
      20130313-20130313
    • 招待講演
  • [学会発表] Comments on Relativistic Effects in Accretion Flow onto Black Holes2012

    • 著者名/発表者名
      Mineshige, S., Takahashi, Rohta
    • 学会等名
      East-Asian sub-mm VLBI workshop
    • 発表場所
      国立天文台
    • 年月日
      20121210-20121210
  • [学会発表] Conference introduction & summary2012

    • 著者名/発表者名
      Mineshige, S.
    • 学会等名
      APCTP Workshop on Magnetic Fields in Astrophysics
    • 発表場所
      APCTP, Pohang, Korea
    • 年月日
      20121119-20121122
    • 招待講演
  • [学会発表] Black Hole Variability: Self-Organized Criticality (?)2012

    • 著者名/発表者名
      Mineshige, S.
    • 学会等名
      Self-Organized Criticality and Turbulence
    • 発表場所
      ISSI, Bern, Switzerland
    • 年月日
      20121015-20121019
    • 招待講演
  • [学会発表] Disk modeling by global radiation-MHD simulations2012

    • 著者名/発表者名
      Mineshige, S., Ohsuga, K.
    • 学会等名
      Tidal Disruption events and AGN outbursts
    • 発表場所
      ESAC, Madrid
    • 年月日
      20120625-20120627

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公開日: 2014-07-24  

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