プラズマ過程から迫る高エネルギー天体現象

来自等离子体过程的高能天文现象

基本信息

批准号：
09J01726
负责人：
鈴木昭宏
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：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度から行っている、プラズマと光子との相互作用による高エネルギー放射の生成に関連して、大質量星を貫くジェットの流体シミュレーションを行った。大質量星の鉄コア付近に注入されたジェットが星表面から飛び出して、星周物質中を伝搬する様子を再現した。ジェットと星周物質との相互作用により、光学的に厚いシェルが形成されることを確認し、シェルの密度や圧力の変化が時刻の冪乗で表されることを見いだした。そこで、断熱的に冷えていくシェルの光球からの黒体放射を時間的に畳み込むことで、シェルからの放射がジェット軸上の観測者からどのように見えるかを計算した。結果として得られた光球放射のスペクトルは、ガンマ線バーストの典型的な放射スペクトルの一部の成分を再現する。また、シェルが黒体放射をしていられる時間は、シェルの密度に強く依存する。シェルの光学的厚みがすぐに1を下回るような場合には、Planck分布に近いスペクトルとなる。また、より長いタイムスケールでのジェットの伝播を調べるために、さらにシミュレーションを続けた。ジェットは次第に減速し、ジェット中をその根元に向かって伝搬する逆行衝撃波が形成される。Ic型超新星の親星は、水素層及びヘリウム層がはぎ取られた状態で爆発するため、親星が爆発前にその質量の一部を星風として放出していると考えられる。このような環境でのジェットの伝播を考えるため、濃い星周物質と薄い星周物質を仮定した場合の結果をと比較した。星周物質の密度の違いは、順行衝撃波によって加熱された媒質の圧力の時間依存性に反映される。ジェット軸上の観測者から見た、圧力の時間変化を計算し、その時間依存性の違いがガンマ線バーストの残光放射の光度曲線に反映される可能性を指摘した。

关于自去年以来一直在进行的血浆与光子之间的相互作用的高能辐射的产生，我们进行了穿透大质量恒星的喷气机的流体模拟。这复制了一个场景，在一个场景中，喷气式会在一颗巨大的恒星的铁核附近弹出，并通过星形材料的外围传播。已经证实，射流与外围材料之间的相互作用形成光学厚的壳，发现壳密度和压力的变化表示为时间的能力。因此，随着时间的流逝，通过从壳中的绝热冷却光球中卷来卷积的黑体辐射，我们计算了从壳上看起来像射流轴上的观察者的辐射。光球辐射的产生光谱复制了伽马射线爆发的典型发射光谱的一些成分。此外，壳可以发射黑体的时间很大程度上取决于壳的密度。如果壳的光厚度立即降至1以下，则光谱接近Planck分布。还继续进行进一步的模拟，以研究更长的时间尺度的喷射繁殖。射流逐渐减慢，形成了逆行冲击波，该冲击波通过喷气机向根部传播。 IC型超新星的母星随氢和氦层脱落而爆炸，因此，人们认为，父颗星在爆炸之前将其部分散发出巨大的质量。为了考虑这种环境中喷气机的繁殖，将结果与稠密和薄外围材料的假设进行了比较。外围材料的密度差异反映在前向冲击波加热的培养基压力的时间依赖性中。压力的时间变化是从观察者在射流轴上的角度计算出来的，并指出了时间依赖性差异可以反映在伽马射线爆发的余辉辐射的亮度曲线中的可能性。