Research on the Formation and Activity of Galactic Nuclear Gas Disks Including Magnetohydrodynamical Processes
包括磁流体动力学过程的银河核气盘的形成和活动研究
基本信息
- 批准号:16340052
- 负责人:
- 金额:$ 9.54万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
- 财政年份:2004
- 资助国家:日本
- 起止时间:2004 至 2005
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Three-dimensional global magnetohydrodynamic (MHD) simulations have been carried out to study the mechanism of the formation and activity of galactic nuclear gas disks. The initial state is a gas torus threaded by weak toroidal magnetic fields. We assumed that the gas torus is rotating in the gravitational potential of stars and the dark matter. We found (1) magnetorotational instability growing in the torus drives magnetic turbulence, (2) interstellar gas in falls by transporting angular momentum through Maxwell stress and forms a nuclear gas disk, (3) galactic mean magnetic fields are amplified up to 1 micro G, (4) the direction of mean azimuthal magnetic fields reverses with period of about 1Gyr, and (5) the reversal of mean magnetic fields is driven by the buoyant escape of magnetic flux from the gas disk to the galactic halo. We also carried out global 3D MHD simulations of the nuclear gas disk and found that magnetic loops similar to those observed inside 1kpc of our galaxy are formed by the buoyant rise of the magnetic flux from the gas disk.Numerical simulations indicated that poloidal magnetic flux is carried toward the galactic center. We performed 2D and 3D global resistive MHD simulations of jet formation from disks threaded by vertical magnetic fields and showed that mass accretion is partly driven by the angular momentum extraction by jets. The stability of magnetically driven jets has been studied by using 3D MHD code in Cartesian coordinates. We found that although the kink instability grows in regions where magnetic field lines are strongly twisted, it does not disrupt the jet.We implemented 3D MHD simulation engine based on the Roe scheme to the MHD simulator CANS (Coordinated Astronomical Numerical Software). The manuals and web-pages of CANS have been translated into English and used in the Asian Winter School on Numerical Astrophysics, held in March 13-17, 2006, at Chiba University.
三维全球磁流体动力学(MHD)模拟已被用来研究星系核气盘的形成和活动机制。初始状态是由弱环形磁场穿过的气体环面。我们假设气环在恒星和暗物质的引力势中旋转。我们发现(1)环面中增长的磁旋转不稳定性驱动磁湍流,(2)星际气体通过麦克斯韦应力传输角动量并形成核气盘,(3)星系平均磁场被放大到1微G ,(4)平均方位磁场的方向以大约 1Gyr 的周期反转,并且(5)平均磁场的反转是由来自磁通量的浮逸逃逸驱动的气盘到银河晕。我们还对核气盘进行了全局 3D MHD 模拟,发现与我们银河系 1kpc 内部观察到的类似的磁环是由气盘磁通量的浮力上升形成的。数值模拟表明,极向磁通量为被带到银河系中心。我们对由垂直磁场穿过的圆盘形成的射流进行了 2D 和 3D 全局电阻 MHD 模拟,结果表明质量吸积部分是由射流提取的角动量驱动的。通过在笛卡尔坐标系中使用 3D MHD 代码研究了磁驱动射流的稳定性。我们发现,虽然扭结不稳定性在磁场线强烈扭曲的区域中增加,但它不会干扰射流。我们将基于 Roe 方案的 3D MHD 模拟引擎实现到 MHD 模拟器 CANS(协调天文数值软件)中。 CANS的手册和网页已被翻译成英文,并在2006年3月13日至17日在千叶大学举办的亚洲数值天体物理学冬季学校中使用。
项目成果
期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Magnetohydrodynamic Simulations of the Formation of Spur Structures in Spiral Galaxies
螺旋星系中支刺结构形成的磁流体动力学模拟
- DOI:
- 发表时间:2004
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Tanaka;M.
- 通讯作者:M.
Linear Analysis of Parker-Jeans Instability with Cosmic-Ray
利用宇宙射线对 Parker-Jeans 不稳定性进行线性分析
- DOI:
- 发表时间:2004
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Kuwabara;T.
- 通讯作者:T.
Global Three-dimensional MHD Simulations of Galactic Gaseous Disks
银河系气态盘的全局三维 MHD 模拟
- DOI:
- 发表时间:2005
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Asano;E.;錦織弘充
- 通讯作者:錦織弘充
Magnetohydrodynamic Simulations of the Wiggle Instability in Spiral Galaxies
螺旋星系摆动不稳定性的磁流体动力学模拟
- DOI:
- 发表时间:2005
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:田中実;和田桂一;町田真美;松元亮治;宮路茂樹
- 通讯作者:宮路茂樹
Network Laboratory System for Space Simulations
空间模拟网络实验室系统
- DOI:
- 发表时间:2005
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Matsumoto;R
- 通讯作者:R
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