Numerical Simulation of spiral shocks in accretion discs and comparison with observations
吸积盘螺旋激波的数值模拟及与观测结果的比较
基本信息
- 批准号:10640231
- 负责人:
- 金额:$ 2.05万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
- 财政年份:1998
- 资助国家:日本
- 起止时间:1998 至 2000
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
An accretion disc is a gas disc formed around a compact object such as a white dwarf, a neutron star or a black hole. In the present research we performed three-dimensional numerical simulation of an accretion disc in a close binary system. The method employed was a finite volume method called SFS scheme using a Riemann solver. The computational region includes a main star accreting mass and a companion star losing mass. As an equation of state of gas we employed that of the perfect gas. We found that the gas stream (L1 stream) flowing through the L1 point penetrates into the accretion disc in the parameter range considered. We also found that the disc gas rotating about the main star hits the L1 stream and forms an elongated shock. We termed it as the L1 shock. Because of the L1 shock, the disc gas loses its angular momentum and accretes to the main star. We have proposed a mechanism of angular momentum loss by spiral shocks, but its magnitudes may not be large enough to explain observations. The angular momentum loss by the L1 shock was found to be large enough. In 1997 British astronomers discovered spiral structure proposed by us in the cataclysmic variable IP Pegasi. Since then the spiral shock model attracted much attention in the community. The penetration was also discovered recently.One of problems in the above simulation is that radiation cooling was not taken into account explicitly. Instead we reduce the specific ratio from 5/3 to 1.01. In the future research we plan to employ Direct Simulation Monte Carlo method. We already obtained a preliminary result for a two-dimensional case. We plan to extend it to three-dimension, and try to simulate a raditive transfer by solving thermal conduction explicitly.
积聚盘是围绕紧凑型物体形成的气盘,例如白矮人,中子星或黑洞。在本研究中,我们对近二进制系统中的积聚盘进行了三维数值模拟。采用的方法是使用Riemann求解器的有限体积方法称为SFS方案。计算区域包括一个主恒星积聚质量和伴侣恒星失去质量。作为天然气状态的方程式,我们采用了完美的气体。我们发现,在考虑的参数范围内,流过L1点的气流(L1流)渗透到吸积盘中。我们还发现,围绕主恒星旋转的圆盘气撞击L1流并形成细长的冲击。我们将其称为L1冲击。由于L1冲击,圆盘气体失去了其角动量,并吸收了主恒星。我们提出了一种通过螺旋冲击而导致角动量丧失的机制,但其幅度可能不足以解释观察结果。发现L1冲击的角动量损失足够大。 1997年,英国天文学家发现了我们在灾难性变量PEGASI中提出的螺旋结构。从那时起,螺旋冲击模型引起了社区的广泛关注。最近还发现了穿透性。上述模拟中的一个问题是,没有明确考虑辐射冷却。相反,我们将特定比率从5/3降低到1.01。在将来的研究中,我们计划采用直接模拟蒙特卡洛法。我们已经为二维情况获得了初步结果。我们计划将其扩展到三维,并尝试通过明确求解热传导来模拟辐射转移。
项目成果
期刊论文数量(30)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
T.Matsuda: "Numerical Simulation of Accretion Disks in Close Binary Systems and Discovery of Spiral Shocks"Astrophysics and Space Science. 274. 259-273 (2000)
T.Matsuda:“闭合双星系统中吸积盘的数值模拟和螺旋激波的发现”天体物理学和空间科学。
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- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
E.Hayashi: "Is angular momentum in an accretion disk transported inwards?"Progress of Theoretical Physics. 印刷中. (2001)
E.Hayashi:“吸积盘中的角动量向内传输吗?”理论物理学进展(2001)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Y.Hidaka: "Settling and Growth of Fractal Dust Aggregates in a Laminar Solar Nebula"Icarus. (1999)
Y.Hidaka:“层状太阳星云中分形尘埃聚集体的沉降和生长”伊卡洛斯。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Makoto Makita: "Two- and Three-Dimensional Numerical Simulations of Accretion Discs in a Close Binary System"Monthly Notices of Royal Astronomical Society. 316. 906-916 (2000)
Makoto Makita:“封闭双星系统中吸积盘的二维和三维数值模拟”皇家天文学会月刊。
- DOI:
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