相対論的降着円盤内縁の振動

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63460010
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 加藤 正二 京都大学, 理学部, 教授 (80011534)
• 研究分担者: 松本 亮治 千葉大学, 教養学部, 講師 (00209660) ; 稲垣 省五 京都大学, 理学部, 助手 (80115790) ; 石沢 俊亮 京都大学, 理学部, 助教授 (10025398) ; 斉藤 衛 京都大学, 理学部, 助教授 (90012856)
• キーワード: 相対論的降着円盤 / 振動波動現象 / 不安定性 / 準周期振動(QPO)

研究概要

大別して2つの成果を得た。第1は相対論的降着円盤は内縁を持つがその内縁部は振動現象に対して不安定であることを前年度解析的に見い出したが、今年度はそれをシミュレ-ションによって確認したことである。第2は低質量X線連星はQPOと呼ばれる長周期の準周期的変動を示すが、このような長周期の時間変動の原因として一本腕のcorrugation波が考えられることを指摘し、その波の性質を解析的に調べたことである。
まず第1の点であるが、相対論的降着円盤はガスが超音速で中心天体に落ち込むので、流れは音速点を通過することになる。この音速点の近傍は種々の理由で、粘性の効果によって波が励起されやすい状況にある。このことに着目し、前年度、円盤内縁部は粘性が大きい場合、脈動的に不安定であることを見いだした。今年度はより一般的に数値シミュレ-ションによってそのことを確認した。さらに、数値シミュレ-ションの結果は、振動に非線型効果による長周期の変調があることを示している。このことは上述のQPOとも関連して興味ある結果である。
第2の点であるが、相対論的降着円盤では、円盤内の線型振動を考える限りでは、QPOとして観測されるような長周期の振動はない。しかし観測的にはQPOの原因は円盤の内縁部にあることが示唆されている。我々は円盤が赤道面のまわりに上下して波打つ一本腕の振動のモ-ドを考えると観測されるような長周期の振動が円盤の内縁部に存在することを示し、さらにこの波は円盤内縁部に捕獲される可能性のあることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Shoji Kato: "Viscous Pulsational Instability of Transonic Region of Isothermal Geometrically Thin Accretion Disks-I.Analytical Results." Monthly Notices Roy.Astron.Soc.231. 37-48 (1988)
• [文献書誌] Shoji Kato: "Pulsational Instability of Transonic Regions of Accretion Disks with Conventional-viscosity." Publ.Astron.Soc.Japan. 40. 709-727 (1988)
• [文献書誌] Ryoji Matsumoto: "Pulsational Instability of Accretion Disks and QPO's." Proceedings of the International Symposium on the Physics of Neutron Stars and Black Holes.(Universal Academy Press,Inc.). 155-158 (1988)
• [文献書誌] Marek A.Abramowicz: "Constrains for Transonic Black Hole Accretion." Astrophysical J.336. 304-312 (1989)
• [文献書誌] Shoji Kato: "Low-Frequency,One-Armed Corrugation Waves in Relativistic Accretion Disks." Publ.Astron.Soc.Japan. 41. 745-761 (1989)
• [文献書誌] Marek A.Abramowicz: "Numerical Models of Slim Accretion Disks." Publ.Astron.Soc.Japan. 41. (1989)
• [文献書誌] Shoji Kato: "Trapped Oscillations in the Region Around _<max>." Proceedings of the YAMADA Conference XX on Big Bang,Active Galactic Nuclei and Supernovae.(Universal Academy Press,Inc.). 373-374 (1989)
• [文献書誌] Ryoji Matsumoto: "Instability of Transonic Region of Accretion Disks and Time Variability of AGN's." Proceedings of the YAMADA Conference XX on Big Bang,Active Galactic Nuclei and Supernovae.(Universal Academy Press,Inc.). 353-354 (1989)
• [文献書誌] Shoji Kato: "One-armed Oscillation of Disks and Their Applications." NATO Advanced Research Workshop on the Theory of Accretion Disks.173-182 (1989)
• [文献書誌] Ryoji Matsumoto: "Nonlinear Pulsation in the Transonic Region of Geometrically Thin Accretion Disks." NATO Advanced Research Workshop on the Theory of AccretionDisks.167-172 (1989)
• [文献書誌] Shoji Kato: "Trapping of One-armed Corrugation Waves and QPO's." Publ.Astron.Soc.Japan. 42. (1990)