2001 Fiscal Year Annual Research Report
ブラックホール磁気降着流におけるスペクトル変動の研究
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13640238
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
嶺重 慎 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (70229780)
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| Keywords | ブラックホール / 磁場 / 磁気リコネクション / X線連星系 / 活動銀河核 / ガンマ線バースト / シンクロトロン放射 / 逆コンプトン散乱 |
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| Research Abstract |
低質量X線連星系や活動銀河中心のブラックホール候補天体は、いずれも激しい時間変動と複雑なスペクトル変動を示すが、これには磁場が深く関わっていると考えられる。そこでMHDシミュレーションから得られた赤道面上の密度、温度、磁場強度分布をもとに、シンクロトロン、コンプトン、制動放射の各放射過程を考慮してスペクトルを計算したところ、(1)磁気降着流では対流が起き、密度分布は対流がない場合(密度は半径の-3/2乗に比例する)よりフラットで、むしろ対流優勢流(密度は半径の-1/2乗に比例)に近いこと、(2)X線スペクトルは円盤外縁部からの制動放射が効いて周波数(エネルギー)に対してフラットとなり、観測された右下がりのべき分布に合わないこと、(3)また、外縁部はダイナミカル時間スケールが長いため、観測の短時間変動も説明できないこと、が明らかとなった。このことは、放射冷却が全く効かないという仮定がおそらく破れていることを示唆する。もし磁気リコネクションにより解放された磁気エネルギーの一部が放射へと転化されれば、粒子のエントロピー生成が抑えられ対流があまり活発に起きないことになる。実際そのような仮定でスペクトルを計算すると、X線領域では円盤内縁部からのシンクロトロン光子の逆コンプトン散乱が卓越して、スペクトルのべきも短時間変動も説明できることが明らかになった。
並行して、ガンマ線バーストのモデルとして現在有力なブラックホールとコンパクト天体の合体シナリオに基づき、このとき形成される最大0.1太陽質量程度の円盤の構造を各種物理過程に注意して計算した。その結果、ブラックホールと中性子星が合体して半径数十kmのコンパクトな円盤が形成されると、それはニュートリノ放射によって冷却するタイプの円盤になり、大量のニユートリノ放射が出て次世代ニュートリノ検出装置に十分受かることが判明した。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Watarai, K., Mizuno, T., Mineshige, S.: "Slim Disk Model for Ultra Luminous X-Ray Sources"Astrophys. J.. 549. L77-L80 (2001)
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[Publications] Takahashi, R., Kawaguchi, T., Yonehara, A., Mineshige, S.: "Microlens o Braight Quasars"Pub. Astron. Soc. Japan. 53. 387-393 (2001)
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[Publications] Fujimoto, S., 他5名: "Nucleosynthesis inside Supernova-Driven Supercritical Accretion Disks"Pub. Astron. Soc. Japan. 53. 509-515 (2001)
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[Publications] Negoro, H., Kitamoto, S., Mineshige, S.: "Temporal and Spectral Variations of the Superposed Shot as Causes of Power Spectral Density of Cygnus X--1"Astrophys. J.. 554. 528-533 (2001)
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[Publications] Hosokawa, T., Mineshige, S., 他3名: "Theoretical Models of QSO Luminosity Function"Pub. Astron. Soc. Japan. 53. 861-869 (2001)
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[Publications] Watarai, K., Mineshige, S.: "Slim Disk : Viscosity Prescriptions and Observational Implications"Pub. Astron. Soc. Japan. 53. 915-921 (2001)
