Global Simulations of the Neutron Star Magnetosphere

中子星磁层的全球模拟

基本信息

  • 批准号:
    22K03681
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.66万
  • 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:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2026-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

宇宙における極限状態を理論的に研究することで自然法則を理解したいと考えます。本研究では極限状態の一つとして地球上では決してできな い超強磁場中で起こる現象を研究します。そのような強磁場中では、光が電子・陽電子に変換されたり(対生成)、光自身が分裂したりという 現象が起こります。そのような現場である高速に自転する中性子星をスーパーコンピュータを用いてシミュレーションすることによって、起こ っている現象を調べます。結果は、ガンマ線やX線宇宙望遠鏡の観測と比較することで検証します。宇宙の平均的なエネルギーよりも非常に高 いエネルギーを持った宇宙線がそこで形成する過程を理解することができます。本年度の研究では次の結果を得ました。(1)電子・陽電子対生成がないときは磁気圏内の電流系が形成されず活動性がない(electrosphere)ことがわかりました、(2)対生成のスイッチが入ると電流系が発達しパルサーで観測される様な活動性がみられました、(3)シミュレーションにおいては、対生成の入れ方によって磁気圏の電流ループが閉じる機構が異なることを荒い精度の数値計算でみいだしました;なお、典型的な対生成の入れ方は、(a)表面から(初速を与える場合もある)、(b)Y-pointから赤道磁気中性面、(c)電荷分布の中立面(null-surface)での3パターンを用いました、(4)これまでの中程度の精度数値計算では粒子加速の大部分は、沿磁力線電場ではなく垂直電場(つまりは遠心力加速)でした。
我想通过理论上研究宇宙中的极端条件来理解自然法则。在这项研究中,我们将研究一种在极强磁场中发生的现象,这是地球上永远不会发生的极端条件之一。在如此强的磁场中,会发生光转化为电子和正电子(电子对产生)以及光本身分裂的现象。通过使用超级计算机模拟这样一个地点(一颗快速旋转的中子星),我们将研究所发生的现象。结果将通过与伽马射线和X射线太空望远镜的观测结果进行比较来验证。您可以了解宇宙射线的形成过程,宇宙射线的能量远高于宇宙的平均能量。今年的研究取得了以下成果。 (1) 当没有电子-正电子对产生时,磁层中的电流系统不形成,并且没有活动(电层) (2) 当电子对产生开启时,电流系统发展并且脉冲星(3)。 )在模拟中,我们使用粗精度的数值来表明,磁层电流环闭合的机制根据对生成方法的不同而不同。我通过计算发现了这一点;生成对的典型方法是(a)从表面(在某些情况下给出初始速度),(b)从Y点到赤道磁中性表面,(c)从电荷 我们在分布的零面使用了三种模式。 (4) 在之前的中等精度数值计算中,大部分粒子加速是由垂直电场(即离心电场)而不是场对齐电场引起的。力加速度)。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
パルサー磁気圏の構造のSimulationの現状(A review)
脉冲星磁层结构模拟研究现状(综述)
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    柴田晋平(1);大野寛(2);渡邉瑛里(1);森浩二(3);水野恒史(4);郡司修一(1) (1:山形大学;2:東北文教大学;3:宮崎大学;4:広島大学);柴田晋平(山形大)
  • 通讯作者:
    柴田晋平(山形大)
Strong toroidal magnetic fields sustained by the elastic crust in a neutron star
中子星弹性地壳维持的强环形磁场
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柴田 晋平其他文献

宇宙の灯台、パルサー
Pulsar,太空灯塔
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Tsuboi;Y.;Maeda;Y.;Feigelson;E.D.;Garmire;G.P.;Chartas G;Mori;K;Pravdo;S.H.;柴田 晋平
  • 通讯作者:
    柴田 晋平

柴田 晋平的其他文献

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  • DOI:
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  • 发表时间:
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パルサーおよび周辺ネビュラにおける超高エネルギー粒子の加速の研究
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  • 批准号:
    10117203
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
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  • 批准号:
    09223204
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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  • 批准号:
    08237202
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
パルサーにおける超高エネルギー粒子の加速メカニズムの研究
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  • 批准号:
    07247204
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
X線及びガンマ線スペクトルによるパルサー磁気圏の進化の診断
利用 X 射线和伽马射线谱诊断脉冲星磁层的演化
  • 批准号:
    06233203
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
ガンマ線スペクトルによるパルサー磁気圏の進化の診断
利用伽马射线谱诊断脉冲星磁层的演化
  • 批准号:
    05242202
  • 财政年份:
    1993
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
理想MHD条件が成立しない条件下で生じる強い相対論的熱-遠心力風の研究
研究在理想 MHD 条件不成立的情况下发生的强相对论热离心风
  • 批准号:
    02740128
  • 财政年份:
    1990
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
生まれたばかりのパルサ-に於ける高エネルギ-粒子・γ線・X線の放射機構の研究
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  • 批准号:
    02234101
  • 财政年份:
    1990
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
生まれたばかりのパルサ-に於ける高エネルギ-粒子・γ線・X線の放射機構の研究
新生脉冲星高能粒子、伽马射线、X射线发射机制研究
  • 批准号:
    01652502
  • 财政年份:
    1989
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
パルサー磁気圏の数値シミュレーションによる研究
脉冲星磁层数值模拟研究
  • 批准号:
    63740129
  • 财政年份:
    1988
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

相似海外基金

A proposal and validation of a new space plasma observation method "Drift Echo Monitor"
新型空间等离子体观测方法“漂移回波监测器”的提出与验证
  • 批准号:
    21K13978
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Holistic study on the genesis and structure of magnetospheric plasma: understanding of auroral phenomena
磁层等离子体的起源和结构的整体研究:对极光现象的理解
  • 批准号:
    17H01177
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    2017
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    $ 2.66万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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磁场波形测量仪器的研制及波粒相互作用研究等离子体加热过程
  • 批准号:
    17H02970
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Analyses and Verification of Particle Acceleration and Scattering by Electromagnetic Cyclotron Waves in Space Plasmas
空间等离子体中电磁回旋波粒子加速和散射的分析与验证
  • 批准号:
    17H06140
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
Study on Ion cyclotron wave particle interaction in multi-dimensional space
多维空间离子回旋波粒子相互作用研究
  • 批准号:
    17K14402
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 2.66万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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