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2016 年度 実績報告書

巨大ブラックホールの宇宙論的進化にみられる超臨界降着効果

研究課題

研究課題/領域番号 26400229
研究機関京都大学

研究代表者

嶺重 慎  京都大学, 理学研究科, 教授 (70229780)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードブラックホール天文学 / 降着流 / アウトフロー / 輻射流体力学 / 輻射輸送 / パルサー / X線分光 / 一般相対性理論
研究実績の概要

平成28年度は、27年度に引き続き、当初予定の3項目に新規1項目を加えて研究を推進した。
1.ブラックホール成長初期の連続的超臨界降着:(1)2年度に新規導入した輻射フィードバックによる物質の化学組成(電離状態)変化を調べるための新サブルーチンを導入して降着流の輻射流体・輻射磁気流体シミュレーションを実行し、ブラックホール質量が太陽質量の10万倍を超えると、従来知られていたホットアウトフローとは別種の、中性ガスのアウトフロー(ワームアウトフロー)が噴出することを発見した。(2)以上の内容につき論文執筆を進めた(平成28年5月1日時点でまもなく投稿の予定)。
2.バイナリーブラックホールへの超臨界降着:メッシュ法シミュレーションを実行して二つのブラックホール近傍のガス流構造を明らかにするとともに、輻射場を解いて、アウトフローが3次元的にどのように噴出するかを、テスト粒子を用いて調べた。現在、論文にまとめつつある。
3.降着流とアウトフローの観測可能性:(1)高光度降着流が生み出す、X線領域でのコンプトン散乱により変形された連続光スペクトルをモンテカルロ法によって計算し、見込み角度によってスペクトルが大きく変わることと、硬X線領域でべき型スペクトルをもつ超過成分が発生することを示した。この計算は、最新のULX(超高光度X線源)の観測をみごと再現した。(2)一般相対論的磁気輻射流体シミュレーションデータを使って、ブラックホールに落ちこむガスリングの運動と輻射光度変動を定量的に明らかにし、論文にまとめ、査読雑誌に投稿した。
4.超臨界パルサー:強磁場中性子星の降着コラムへの超臨界降着流の輻射流体シミュレーションを実行して得られた結果を論文にまとめ、査読雑誌に出版した。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] キール大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      キール大学
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      1
  • [雑誌論文] Radiation hydrodynanmic simulations of a super-Eddington accretor as a model for ultra-luinous sources2017

    • 著者名/発表者名
      Ogawa, T., Mineshige, S., Kawashima, T., Ohsuga, K., Hashizume, K.
    • 雑誌名

      PASJ

      巻: 69 ページ: -

    • DOI

      10.1093/pasj/psx006

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] New Method for probing Kerr space-time based on imaging observation of in-falling gas blob2016

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

      PASJ

      巻: 68 ページ: -

    • DOI

      10.1093/pasj/psw019

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A radiation-hydrodynamics model of accretion columns for ultra-luminous X-ray pulsars2016

    • 著者名/発表者名
      Kawashima, Tomohisa; Mineshige, Shin; Ohsuga, Ken; Ogawa, Takumi
    • 雑誌名

      PASJ

      巻: 68 ページ: -

    • DOI

      10.1093/pasj/psw075

    • 査読あり
  • [学会発表] Overview on Black Hole Accretion Flow and Outflow2017

    • 著者名/発表者名
      嶺重慎
    • 学会等名
      Black Hole Astrophysics with VLBI
    • 発表場所
      国立天文台
    • 年月日
      2017-03-27 – 2017-03-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多次元超臨界降着による宇宙初期の巨大ブラックホール形成2017

    • 著者名/発表者名
      竹尾英俊
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] 超臨界降着流のラインスペクトルの輻射輸送計算2017

    • 著者名/発表者名
      北木孝明
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] ブラックホールへ落下するスパイラルガス雲の運動と放射特性2017

    • 著者名/発表者名
      森山小太郎
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] 強磁場中性子星の超臨界降着柱の構造2017

    • 著者名/発表者名
      川島朋尚
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] ブラックホール研究~今昔物語から将来へ2017

    • 著者名/発表者名
      嶺重慎
    • 学会等名
      高宇連シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2017-03-09 – 2017-03-11
    • 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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