3次元MHDコードによる宇宙電磁現象の研究

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 62540178
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 池内 了 国立天文台, 理論天文学研究系, 教授 (90025461)
• 研究分担者: 羽部 朝男 北海道大学, 理学部, 助手 (90180926)
• キーワード: MHDコード / 磁気星間雲 / 宇宙ジェット / ダイナモ作用 / 銀河ハーロー / 宇宙磁場

研究概要

3次元MHDコードを開発し、回転する等温磁気星間雲の平行解と進化、銀河ダイナモ、磁気ビンチによる星間雲の重力収縮のトリガーなどの過程のシミュレーションを行った。
磁気星間雲については、中心密度に対する平行質量を求め、臨界質量が存在すること、その磁場、回転エネルギーへの依存性を明らかにし、簡単な経験則をつくることができた。さらに、磁場による角運動量の輸送、双極拡散による磁場の減少を考慮して、磁気星間雲の進化過程を明らかにした。
銀河ダイナモについては、星間物質の煙突モデルに基づいて、磁場の拡散を考慮し、宇宙ジェット形成の機構を含めつつ、微分回転によるダイナモ作用の成長過程を調べた。微分回転によるねじれ、煙突による銀河ハーローへの放出、コリオリ力による磁気ループのねじりと再結合という一種の過程を簡単なモデルについて追跡することが可能になった。今後より詳細モデルを検討することが必要であろう。
磁気ピンチが伝播し、磁気星間雲へ突入すると磁気圧によって雲を圧縮し、やがて自己重力によって重力収縮をはじめる。この過程を自己重力を含めた3次元MHDコードで追いかけ、雲の大きさと磁気ビンチの量によってどのような進化になるかを明らかにした。
直接3次元MHDコードを用いないが、関連して宇宙磁場の起源について、宇宙論・銀河進化の両側から検討した。銀河におけるダイナモ作用の重要性が明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] 羽部朝男: The Astrophysical Journal. 326. 84-100 (1988)
• [文献書誌] 池内了: The Astrophysical Jounal. 326. 208-222 (1988)
• [文献書誌] 池内了: The Astrophysical Jounal. 335. 239-262 (1988)
• [文献書誌] 池内了: The Astrophysical Jounal. 341. (1989)
• [文献書誌] 池内了: Fundamentals of Cosmic Physics. 12. 255-328 (1988)
• [文献書誌] 池内了: Comments on Astrophysics. (1989)
• [文献書誌] 池内了: "宇宙の大規模構造と銀河" 丸善, 151 (1988)
• [文献書誌] 池内了: "泡宇宙論" 海鳴社, 124 (1988)