スライド 1 - 愛知教育大学 物理・宇宙科学領域.pptx

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1、フォースフリーブラックホール磁気圏~BH時空におけるGS方程式の解析~大阪市立大学　宇宙物理重力研究室孝森洋介3/March/2010第3回BH磁気圏勉強会＠大阪市立大学13/March/2010第3回BH磁気圏勉強会＠大阪市立大学2活動銀河核ブラックホール候補天体と高エネルギー現象ガンマ線バーストブラックホールがエンジンか？3/March/2010第3回BH磁気圏勉強会＠大阪市立大学3複雑なシステム回転ブラックホール+電磁場+プラズマ＋輻射もちろんフルに扱いたいけど・・・今日は磁場構造に注目3/March/2010第3回BH磁気圏勉強会＠大阪市立大学4AGNジェットを説明(

2、？)DiskＢＨ磁力線Blandford-ZnajekprocessBH+DisksystemwithMagneticFieldMagneticCouplingBlandford-Payneprocess3/March/2010第3回BH磁気圏勉強会＠大阪市立大学5内容・定常軸対称フォースフリーBH磁気圏・Grad-Shafranov方程式・GS方程式の解析・Blandford-Znajekモノポール解・GS方程式の数値解・ExtremeBH時空での解析・まとめ3/March/2010第3回BH磁気圏勉強会＠大阪市立大学6準備①・Kerr背景時空：物質などのつくる重力場は無視

3、．・ZAMO（ZeroAngularMomentumObserver）からみた電場と磁場※やっていることは３＋１分解ZAMOの4元速度3/March/2010第3回BH磁気圏勉強会＠大阪市立大学7準備②・電磁場は定常軸対称・プラズマの慣性を無視（フォースフリー）これらで電磁場は書き表すことができる。電流は磁力線に沿って流れる。：磁束：全電流：磁力線の角速度基本量磁場or電流ＢＨ3/March/2010第3回BH磁気圏勉強会＠大阪市立大学定常軸対称フォースフリーBH磁気圏8G-S方程式は2種類の特異面を持つ。・ホライズン：・lightsurface：Grad-Shafranov

4、方程式3/March/2010第3回BH磁気圏勉強会＠大阪市立大学9Outerlightsurface3/March/2010第3回BH磁気圏勉強会＠大阪市立大学磁力線ＢＨInnerlightsurfaceホライズン10ホライズンから遠方まで大域的な領域でGS方程式の解を得ることは難しい．・Blandford-Znajekモノポール解・GS方程式の数値解・球対称ExtremeBH時空での解析3/March/2010第3回BH磁気圏勉強会＠大阪市立大学11GS方程式の解析3/March/2010第3回BH磁気圏勉強会＠大阪市立大学ゆっくり回転BH＋ゆっくり回転磁場（Blandf

5、ord&Znajek，1977）12Blandford-Znajekモノポール解2009/9/2913中間発表会を微小パラメータにし摂動計算．InnerLightSurfaceOuterLightSurfaceＢＨの場合が０次解（SchwarzschildBH周りの真空磁場）．BHから離れる。ホライズンと縮退する。Blandford-Znajekモノポール解近似方程式にはG-S方程式にあったlightsurfaceの特異性がない．3/March/2010第3回BH磁気圏勉強会＠大阪市立大学McKinney&Gammie(2004):ダイナミカルMHD数値計算14Blandfo

6、rd-Znajekモノポール解軸付近はほとんどBZモノポール解．3/March/2010第3回BH磁気圏勉強会＠大阪市立大学Tanabe&Nagataki(2008):4次の計算．15Blandford-Znajekモノポール解・全エネルギー流束を数値計算と4次までの近似解との比較．・遠方の境界条件がきまらない．Tchekhovskoy,Narayan,McKinney(2010):6次まで計算．・Blandford-Znajekモノポール解・GS方程式の数値解・球対称ExtremeBH時空での解析3/March/2010第3回BH磁気圏勉強会＠大阪市立大学16GS方程式の解

7、析3/March/2010第3回BH磁気圏勉強会＠大阪市立大学lightsurface条件17LightSurfaceの困難さlightsurface条件はNeumann境界条件解はlightsurfaceで不連続になる．20083/25物理学会＠近畿大学18・LightSurface上のGS方程式・LightSurface上の正則条件LightSurfaceの取り扱いこれは電流を決める式と思う．イテレーションの各ステップで電流を変えながら解く．Contopoulos,Kazanas&Fend(1999