銀河系中心領域における磁気活動に関する研究

银河系中心区域磁活动研究

基本信息

批准号：
19J11052
负责人：
柿内健佑
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では銀河系中心領域における磁気活動が星間ガスの動・熱力学の時間進化にどのような影響を与えるのかを解明することを研究目的とする。昨年度に引き続き、自らが数値計算コードの開発・改良を携わり、スーパーコンピュータOakforest-PACS を用いて実施した大規模数値シミュレーションのデータ解析および物理的理解に従事した。本数値シミュレーションによって、銀河系中心領域における磁場の不安定性成長をトレースし、磁気活動が星間ガスに与える影響について以下のような成果が得られた。１）銀河系中心数100pc 以内における観測的にCMZ と呼ばれる領域において、数100μG を超える強磁場が高い質量占有率を実現することを確認し、観測的に見積もられる磁場強度と整合的な結果を得られた。高い質量占有率を持った強磁場構造の形成には輻射加熱および冷却の効果が重要な役割を果たしており、低温高密度ガスの生成、集積が要因となっていることが分かった。２）銀河面から垂直方向に数10 pcから数100pc 離れた領域において、ガス圧に対して磁気圧が支配的になりガスの重力降着を支える構造を形成することを発見し、これに伴い天文観測で示唆されている銀河面から鉛直方向上空に向かうガスの浮上や噴出を説明できる可能性を提唱した。３）銀河面から数100pc以上上空の銀河系ハロー領域における星間ガスの密度は非常に低く、放射冷却の効果が小さくなる一方で磁気加熱の影響が大きい。結果として、実効的な加熱冷却率が加熱優勢となり、銀河面上空のハロー領域では、太陽コロナ領域のように100万度を超える高温ガスが広がった構造を持つことが分かった。

这项研究旨在阐明中央星系区域的磁活动如何影响星际气体动力学和热力学的时间演变。去年之后，他本人参与了开发和改进数值计算代码，并参与了使用超级计算机Oakforest-PAC进行的大规模数值模拟的数据分析和物理理解。该数值模拟追踪了中央星系区域中磁场的不稳定性生长，并且在磁性活动对星际气体的影响方面获得了以下结果。 1）我们证实，在观察区域中，在100 pcs的星系中心内被称为CMZ，强的磁场超过数百μg可以达到高质量占用率，并获得了与观察到的磁场强度一致的结果。已经发现，辐射加热和冷却的影响在形成高质量的强磁场结构中起着重要作用，而低温高密度气体的产生和积累是因素。 2）我们发现，在垂直于星系平面的几十至几十个PC的区域中，磁力以气压为主，并形成一个支持气体重力增强的结构，并提出了它可以解释GAS从星系平面朝着垂直改进的天空的升高和射血的可能性，如天文学观察所暗示的那样。 3）在银河平面上方几百个PC上，星系光环区域中星际气体的密度非常低，虽然辐射冷却的效果降低了，但磁加热的效果很大。结果，有效的加热和冷却速率成为主导，发现银河表面上方的天空中的光环区域具有高温气体超过100万度的结构，例如太阳能电晕区。