Ｘ線連星における降着円盤風の放射流体計算と放射輸送計算を使用した観測的研究

利用辐射流体计算和辐射传输计算对 X 射线双星中吸积盘风的观测研究

基本信息

批准号：
19J13373
负责人：
都丸亮太
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
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

X線連星に見られる降着円盤風の駆動機構を明らかにするために研究を進めてきた。本研究では円盤風の駆動機構が中心天体近傍からのX線が円盤表面に照射され，そのX線によりガスが加熱，加速される駆動機構を仮定している。この仮定が実際の天体で主要なメカニズムであるのかを調べるために，放射流体シミュレーションにより密度，速度分布を得るとともに，そこを通って作られる輝線吸収線構造を計算し，観測と比較するということを行ってきた。この方法により中性子星低質量X線連星であるGX 13+1に存在する円盤風が，仮定した駆動機構でよく説明できることを明らかにした。本年度はこの論文がMonthly Notice of the Royal Astronomical Society誌に受理された。さらにこれまで扱ってきた光学的に薄い円盤風ではなく，光学的厚みが1程度の散乱の効果が無視できない円盤風を扱うために，シミュレーションコードの開発を行った。特に今年度は，放射流体シミュレーションにその効果を取り込むことを進めた。１次元のテスト計算において，放射のエネルギー密度の計算がうまくうごいていることを確認している。今後この計算を2次元に拡張し，本計算を行う予定である。また詳細な輝線吸収線構造を計算するためのモンテカルロ放射輸送コードにおいても，共同研究者とともに開発を進めている。これまでこのコードは，高電離イオン(H-, He-like)からの輝線吸収線構造をだけを取り扱っていたが，より低電離なイオンによる吸収，再放射を取り扱えるようにイオンのデータベースの拡張を進めている。他の既存の放射輸送コードと比較することで，作られる吸収線構造がよく計算できていることを確認している。

我们一直在进行研究，以阐明在 X 射线双星中观测到的吸积盘风的驱动机制。本研究假设盘风的驱动机制是盘表面受到来自中心物体附近的X射线照射，气体被X射线加热并加速。为了研究这种假设是否是实际天文物体的主要机制，我们将通过辐射流体模拟获得密度和速度分布，计算通过它创建的发射线吸收线结构，并将其与我的观测结果进行比较。那里。利用这种方法，我们发现低质量中子星X射线双星GX 13+1中的盘风可以通过假设的驱动机制得到很好的解释。今年，这篇论文被英国皇家天文学会月刊接收。此外，我们开发了一个模拟代码来处理我们迄今为止一直在处理的光学薄盘风，而是光学厚度约为 1 且散射影响不可忽视的盘风。特别是今年，我们在将这种效应纳入辐射流体模拟方面取得了进展。在一维测试计算中，我们证实了辐射能量密度的计算效果良好。未来我们计划将这个计算扩展到二维并进行实际计算。我们还与合作者合作开发蒙特卡罗辐射传输代码，用于计算详细的发射线吸收线结构。到目前为止，该代码仅处理高电离离子（H-、He-like）的发射线吸收线结构，但离子数据库已扩展到处理较少电离离子的吸收和再发射。通过与其他现有的辐射传输代码进行比较，我们确认所创建的吸收线结构是经过良好计算的。