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磁気遠心力風のモデルとその時間発展

2002-02-15(Fri)Astrophysics Laboratory

MATSUO Kei

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Outline 太陽風のモデルについて 解析解 シミュレーション まとめ

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太陽風

出典　 AstroArts

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太陽風のモデル Parker(1964)

熱的な風 磁場の影響を考えない

Weber Davis(1967) 熱に加えて磁場と回転も考える

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Parker Model 太陽風のモデル

球対称の風が定常的に吹いている 太陽の回転と磁場の影響を無視する

高温・高圧のためにプラズマが太陽の重力を振り切り外へ流れ出す　→　熱的な風

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Parker Model の解析解

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Weber Davis Model 磁場を考慮した太陽風のモデル 一定の角速度で回転している プラズマが軸対称・定常的に流れてい

る 赤道面上での現象を考える 赤道面対称

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Weber Davis Model の解析解

Sakurai(1985)

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目的 Weber Davis Model の解析解を再現

する

求めた解析解を初期条件とし、一次元 MHD コードにより基礎方程式の時間進化を追い、 Weber Davis Model の解析解が定常になることを確かめる

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基礎方程式（ Ideal MHD eq. ）

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仮定と境界条件 Weber Davis の方法を踏襲

断熱 軸対称 定常状態 赤道面上 赤道面対称

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MHD 方程式の積分形

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無次元化した方程式

γ ＝ 1.2 として Newton-Raphson 法で解く

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Weber Davis Model の解析解

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解析解

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解析解

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Weber Davis 解の時間発展 宇宙物理学研究室によって開発された、

一次元 MHD コード（ Modified Lax-Wendroff 法）により，解析的に求めた Weber Davis 解の定常性を調べる

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MHD 基礎方程式（保存形）

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モデル 初期条件

Weber Davis の方法に基づいて求めた解析解

境界条件 天体の表面では固定 無限遠では自由端

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時間発展の結果 4000 ステップ計算

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解析解と時間発展のグラフの比較

ρ P

vrBφ vφ

T

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まとめ Weber Davis 解析解を再現した 解析解を初期値として、解が定常とな

ることを確認した

今後は、相対論的な wind を調べるためにコードを開発していきたい

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これからの目標① 特殊相対論的一次元 MHD コードを

用いて relativistic magnetic wind の時間発展を調べる

② カーメトリックの場合の relativistic magnetic wind の時間発展を調べる

③ エルゴ領域を貫く一本の磁力線に沿う magnetic wind の時間発展を調べる

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各積分定数の値

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初期条件 重力

密度

磁場