強い重力場における物理素過程とその観測的検証に関する研究

强引力场基本物理过程研究及其观测验证

基本信息

批准号：
05J02193
负责人：
川中宣太
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

活動銀河核やX線連星のX線スペクトルとその時間変動を理論的に説明するために、ブラックホール降着流のモデルとして、光学的に厚い標準降着円盤とそれを取り巻く光学的に薄く高温のコロナからなる系を考え、その中でのコンプトン散乱を考慮に入れた光子の伝播を、3次元モンテカルロシミュレーションで追うことによって、モデルから予測されるX線スペクトルを求めた。特にコロナのモデルとしてはKato, et. al.(2003)において行われた、ブラックホール降着流の3次元磁気流体シミュレーションの結果を用いた。その結果、スペクトルの幕など広帯域で見たときのスペクトルの形状が活動銀河核のそれとよく一致することを確かめた。また、コロナ流の変動に伴うX線の時間変動についても調べた。この研究は円盤コロナ系からの放射の特徴を、磁気流体シミュレーションを用いて計算した世界で最初の例である。現在、同様の計算によってX線連星の最新の観測結果を説明する計画も進行中である。一方、ガンマ線バーストの中心エンジンとしての大質量降着円盤についての研究も進展した。まず大質量降着流からのニュートリノスペクトルを、希薄な円盤コロナ中での輻射過程を考慮して計算しなおし、その結果からガンマ線バーストを起こすのに使える解放エネルギーが従来のモデルよりも1.5倍程度増大することを示した。現在は大質量降着円盤中の磁気流体不安定性の分析から、後期質量降着の様子について示唆を行い、ガンマ線バーストの残光の光度曲線の特徴を説明する理論モデルを構築する試みを進めている。

为了从理论上解释活动星系核和X射线双星的X射线光谱及其时间变化，我们使用光学厚的标准吸积盘和其周围光学薄的高温作为黑洞吸积流的模型。我们考虑了一个由日冕组成的系统，并使用三维蒙特卡罗模拟来跟踪光子在日冕中的传播，并考虑康普顿散射，以获得模型预测的X射线光谱。特别是，作为日冕的模型，我们使用了 Kato 等人（2003）对黑洞吸积流进行的三维磁流体动力学模拟的结果。结果，我们证实，当在宽带（例如光谱幕）上观察时，光谱的形状与活跃星系核的形状非常匹配。我们还研究了由于电晕流变化而导致的 X 射线的时间变化。这项研究是世界上第一个利用磁流体动力学模拟计算盘-日冕系统辐射特征的研究。目前正在计划使用类似的计算来解释 X 射线双星的最新观测结果。与此同时，作为伽马射线暴中心引擎的大质量吸积盘的研究也取得了进展。首先，我们考虑到稀盘日冕中的辐射过程，重新计算了来自大规模吸积流的中微子谱，结果表明，可用于引起伽马射线暴的释放能量约为1.5倍在传统模型中表明。目前，我们正试图通过分析大质量吸积盘中磁流体动力学的不稳定性来揭示晚期质量吸积的状态，并构建理论模型来解释伽马射线暴余辉光变曲线的特征。