Theoretical studies on the evolution of the cosmic baryons

宇宙重子演化的理论研究

• 批准号: 19840008
• 负责人: YOSHIKAWA Kohji
• 金额: $ 1.9万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19840008/
• 关键词: 数値シミュレーション; 銀河団; 銀河間物質; 非平衡電離状態; ミッシングバリオン; プラズマ

宇宙最大の天体である銀河団外縁部やその周囲の銀河間空間には、まだ観測的に同定されていないバリオン(陽子・中性子からなる物質)が極めて希薄なプラズマガスの形で大量に存在すると考えられている。本研究では、その様な観測的に未同定のバリオンの物理的諸性質を将来の観測において調べる際に重要となる、プラズマのイオンと電子の温度が異なる二温度状態や非平衡電離状態を数値シミュレーションによって調べ、衝突中の銀河団や銀河団外縁部の衝撃波においてプラズマの電離状態が電離平衡から逸脱することがわかった。またプラズマの二温度状態が起きる場合には電離平衡からのずれがより大きくなることが分かった。特に、A399とA401という実際に観測された衝突銀河団を再現するシミュレーションでは、観測的に発見されていない衝撃波において非平衡電離状態と二温度状態が発生していることを予測し、この結果をもとにSuzaku衛星に観測提案を行った。更に、様々な衝突条件での衝突銀河団の数値シミュレーションを行った結果、衝突条件に強く依存せず非平衡電離状態や二温度構造が普遍的に発生することも発見した。

据信，在宇宙中最大的天体星系团的外缘，存在大量尚未通过观测识别的重子（由质子和中子组成的物质），以极其稀薄的等离子体气体的形式存在，并考虑到周围的星际空间。在这项研究中，我们对等离子体离子和电子具有不同温度的双温度状态以及非平衡电离状态进行了数值评估，这对于在未来的观测中研究此类观测上未识别的重子的物理性质非常重要。我们发现，在星系团碰撞和星系团外缘冲击波过程中，等离子体的电离态偏离了电离平衡。还发现，当出现两温等离子体状态时，电离平衡的偏差变得更大。特别是，在再现实际观测到的碰撞星系团A399和A401的模拟中，我们预测在冲击波中会出现非平衡电离态和二温度态，这是我们最初提交的观测结果。对朱雀卫星的观测建议。此外，通过对各种碰撞条件下碰撞星系团的数值模拟，我们发现，无论碰撞条件如何，非平衡电离态和双温度结构普遍存在。

项目成果

衝突銀河団における非平衡電離・2温度プラズマ3次元流体数値実験

碰撞星系团非平衡电离与二温等离子体三维流体数值实验

• 发表时间: 2008
• 作者: 赤堀卓也;吉川耕司;Takuya Akahori;赤堀卓也;赤堀 卓也
• 通讯作者: 赤堀 卓也

Warm-Hot Intergalactic Medium

• DOI: 10.1017/9781108781596.011
• 发表时间: 2005-02
• 期刊: Interstellar and Intergalactic Medium
• 作者: J. Hayes

Non-Equilibrium Ionization State and Two-Temperature Structure in the Linked Region of Abell 399/401

Abell 399/401 连接区的非平衡电离态和两温结构

• 发表时间: 2008
• 作者: 赤堀卓也;吉川耕司;Takuya Akahori
• 通讯作者: Takuya Akahori

衝突銀河団1EO657-56における非平衡電離・2温度状態の数値実験

碰撞星系团1EO657-56非平衡电离和二温态数值实验

• 发表时间: 2009
• 作者: 赤堀卓也;吉川耕司
• 通讯作者: 吉川耕司

衝突銀河団における非平衡電離・2温度プラズマの3次元流体数値実験

碰撞星系团中非平衡电离与两温等离子体三维流体数值实验

• 发表时间: 2008
• 作者: 赤堀卓也;吉川耕司;Takuya Akahori;赤堀卓也
• 通讯作者: 赤堀卓也