ポスター組計画案(2004年12月22日〜)

流れ(2004年12月の相談の段階にて)

     降着円盤とは?

     何故強く光ってるのか?

粘性 

  放射 

  移流 

円盤の種類

 α-model

 Shapiro model

 ADAF

   光学的に厚い

   光学的に薄い

 

     その後付け加えるべきところとして、(2004年12月24日のゼミ後の段階)

@降着円盤

 何故、降着円盤なのか?

 何故、円盤になるのか?

    (2005115日時の自主ゼミの時〜)

    説明にロッシュ・ローブを使うかどうかで班内で意見・・・ただ、全体一致として、ロッシュ・ローブ説明は、無理と見て、他の説から説明・・・。(ここは、ちょっと、誰か案教えてくれたらなぁ〜あの、どんどん降着していくってやつ・・・)

A放射について詳しく調べる

 (thick)黒体輻射

 (thin)シンクロトロン放射

 (thin)制動放射

 (thin)逆コンプトン散乱

と言った物

 

-model ⇒ 光度の限界など・・・←メモに書いてあったが分からない?

C移流について()もう少し詳しい理解が必要!

D円盤の種類についての理解!

以下、最初に考え出した骨組み (一部の図などはとりあえず省略)(後、2005120日などでの訂正点等含む)

●降着円盤とは?

 

                 図1(降着円盤の例としてこんな感じのをここらあたりに載せたいが・・・http://rst.gsfc.nasa.gov/Sect20/A6.html

 

 ・ブラックホールなどの天体の強い重力に引かれてそこに落ち込みつつあるガスが作る強く輝く回転円盤である。(強い重力を持つコンパクト天体に周囲のガスなどの物質が落ち込む過程で出来るきわめて強く輝く回転円盤)

・何故強く輝いているのか?エネルギー源は?←大きさ 太陽系程度(〜

                      エネルギー    (〜

   1燃焼反応  → 効率が悪い ×    

   2核反応   → 不安定   ×    約0.7

 このエネルギーをすべて核反応で説明すると、太陽程度の恒星なら個必要でブラックホールの境界であるシュバルツシルト半径はとなり放射源の大きさ(〜)を超えてしまう。

   3重力エネルギーの解放    効率は理論的に50%

    中心にガスが落ち込む過程での圧縮及び摩擦熱によって熱エネルギーに変換され、そして、放射エネルギーに変換される。

 

    重力と遠心力のつり合う位置からガスが中心に落ち込めなくなると言う問題点があるが、差動回転における粘性の働きによって解決される。

 

差動回転では、摩擦力は面で働く。

摩擦力により内側のリング減速、外側のリングは加速しようとするので角運動量は内から外に輸送される。また、外側のリングは角運動量をもらった事により遠心力が増加するので半径は広がる。角運動量は減少する。内側のリングは、遠心力が減少してさらに中心に落ち込む。

             図2・・・手描きですが・・・

 

     差動回転円盤における粘性の働き・・・・粘性←摩擦

             角運動量を前向きに輸送してガスを中心に落ち込ませる。

             熱も発生させて円盤を明るく光らせる。

(*実際は「乱流」や「磁場」も関わってくる)←触れられないと思われる・・・力不足で・・・

 

○円盤には

粘性による発熱 : 

放射される熱 : 

移流される熱 : 

放射について(

 (thick)黒体輻射:

 (thin)シンクロトロン放射:磁場によって高エネルギー電子の軌道が曲げられる事で電磁波を放射する現象。(図要する

 (thin)制動放射:高エネルギー電子が原子核近傍を通るとクーロン力により軌道が曲げられ電磁波を放出する現象。(図要する

 (thin)逆コンプトン散乱:高エネルギー電子が光子を跳ね飛ばし、光子にエネルギーを与える現象。

移流について(

 放射時間が質量降着時間より充分長い時

              図3・・・手描きですが・・・

 

●円盤のモデルの種類

 1.標準円盤(α-model)・・・@

図4・・・手描きですが・・・

   ・遠心力と重力がつりあっている

   ・回転軸対称である

・降着速度 ≪ 回転速度

・ガスが中心天体の周りを一周する時間 ≪ 降着時間

・円盤は定常状態

Z方向は静水圧平衡 → 調べる事 →調べ終わった!2005122日自主ゼミ時

・光学的に厚く、黒体輻射をする。

が成り立つ  ←いらないかも・・・

  2.Shapiro model・・・A

   ・は一定

   ・

   ・Optically thin (薄)

   ・逆コンプトン散乱優勢

  3.ADAF(エイダフ)(移流優勢円盤)

    Optically thin (薄)・・・(3−1)

   とOptically thick(厚)・・・(3−2)がある。

   ・重力 > 遠心力

   ・

   ・

 

 

ここから、図を入れて三枚ぐらいとなる。もう少し増やせるだろう・・・。

 

□その後加える所・・・(2005120日以降)

・α-modelShapiro modelの違い

・上の二つとADAFの違い・・・上の二つでは、何が足りないのか?

                ADAFを考えると何が有効か?

・このモデルで説明できる物の例等挙げられたらなぁ・・・けど、一つだけって例が無いから、困るが・・・例えば、X線連星系のソフトステートスペクトルは標準円盤で説明できるが、ハードステートは説明できないと言った感じで複数モデル・・・

 

C5の範囲は、無視しろ!!!まあ、余力が有ればやれば良いけど・・・

・手描き図は、本番はスキャナで・・・(多分)

 

 

@降着円盤(2005115日まで・・・それ以降この説を使わないようにする・・・)

 何故、降着円盤なのか?

 何故、円盤になるのか?

 

円盤になると言う事のキーワードとして、ロッシュ・ローブ、ラグランジュ点、ロッシュポテンシャル(少しばかり抜けてるが・・・)

 

ラグランジュ点:近接連星系で働く力は、主星の重力、伴星の重力、遠心力の三つである。その三つは、普段は、釣り合わないが、三つの力が釣り合う点の事をラグランジュ点と言う。(降着円盤への招待から)

言い方を変えると

双方の星の重力ポテンシャルが等しくなる点の事。

また、降着物質は、この点を通って流れ込む。

しかし、連星の軌道角運動量の為に大きな角運動量を持っている。このため、球対称の流れではなく回転軸に垂直な面内に押しつぶされた形状の降着円盤が生成される。(宇宙高エネルギー粒子の物理より)

 

まず、二つの星があり、それらは公転している。(近接連星系)また、一つを主星、もう一つを伴星と言う。そこに一つの粒子を置いてやったとすると、その粒子は、両方の星の重力に影響される。それだけでは無く、さらに、重心の周りの公転運動により、主星と伴星の重力場は刻々と変化してしまう。

このままで考えるより、簡単の為、連星系の公転と一緒に回転する座標系に乗って考える。その為、二つの星の位置は変化しないが、逆にこの粒子に働く力に重力だけでなく遠心力も考慮しなくてはならなくなる。

ここから、これら三つの力の総和がこの粒子の振る舞いを決める事になる。→ロッシュポテンシャル

 

2005120日以降からの疑問点)

・α-modelShapiro modelの違い

モデルを考えた理由:

α-modelでは、高温円盤の説明が出来ない事から高温になるモデルを必要とした。そのモデルの一つが、Shapiro modelである。Shapiro modelは、α-modelの時の放射機構は黒体放射である。その放射機構を制動放射若しくは、逆コンプトン放射であるとし、標準モデルでは、光学的に厚いのを光学的に薄くしたようなモデルである。

ただ、このモデル自体も熱的にはきわめて不安定である為、これに変わるモデルを考えねばならなくなった。(とりあえず、簡単にまとめると・・・)

 

更なる疑問・・・

1.熱的に不安定とは?→多分エントロピーとかの奴だろう・・・C4でやった様な・・・

2.黒体放射でなく、制動放射若しくは逆コンプトン放射にして光学的薄く、幾何学的に厚くすることで何が変わったのか?

3.何故α-modelでは、高温を説明できないのか・・・まあ、これは、C3でやったっけ!温度とかが上がると条件が変わるから上の方に行くと不安定層に入ってしまってるし・・・C3の時より・・・

Q.4 Shapiro model以外にこの辺りのmodelが有るか・・・?←単なる好奇心だから気にせんといて・・・

 

・上の二つとADAFの違い

上の二つでは、何が足りないのか?

ADAFを考えると何が有効か?

 

更なる加える点・・・

@.スペクトル・・・黒体放射などのスペクトルの説明なども加える必要あり!

A.円盤にどうやってなるのか?と言う疑問に対する答えで、メンバーで話していた考え(ロッシュ・ローブを使わない)がどうしても無理になり、この説明をしないと駄目?と言うところ・・・調べていると、ロッシュ・ローブの考えともう一個円盤を作る方法がある。(調べ中)


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