Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

星の進化とその最終段階である超新星爆発は，恒星内部のダイナミクスと非線型相互作用で結びついた乱流の輸送に支配される．しかし，通常の乱流モデルは，混合距離理論に代表されるように，その場限りで経験的に与えられるものにとどまっている．本研究では，まず強非線型かつ非一様な乱流の理論を星の進化を記述する方程式系に適用し，応力（運動量輸送），乱流質量流束，乱流熱流束などの乱流相関を解析した．その結果を用いて，経験的ではなく基礎方程式に基づいた乱流モデルの構築を行った．そこでは平均場と乱流統計量の非線型ダイナミクスを同時に解くことで，乱流輸送係数も含めて自己無撞着に場が解かれる．これは，混合距離理論で，乱流輸送の大きさをパラメータとして与える従来の天体物理学乱流モデルとは一線を画する．

その知見をもとに，回転，密度変動，磁場などの印可パラメータを変えつつ，簡単形状の局所的シミュレーションでモデルを検証・発展させている．さらに，その発展したモデルを用いて超新星の大域的シミュレーションを行う．直接数値計算と乱流モデル計算を比較することで，三次元の乱流効果を一次元の方程式に落とし込み，簡略化された超新星の標準モデルを開発する．現在，この三次元グローバル数値計算の結果と二次元のローカルシミュレーションの結果との比較を鋭意行っている．このように，（i）基礎方程式に基づく乱流モデルの開発；（ii）局所シミュレーションによる乱流モデルの検証と発展；（iii）発展した乱流モデルの大域的シミュレーション；（iv）低次元簡略化乱流モデルの開発；という研究段階のうち，(i)と(ii)まで，順調に進んでおり，その成果は幾つかの学術論文として公刊されている．

【研究分担者】
政田洋平	愛知教育大学	教育学部	准教授	(Kakenデータベース)
滝脇知也	国立天文台	科学研究部	助教	(Kakenデータベース)