Ken OHSUGA's HP

大須賀グループの研究テーマ

メンバーが一丸となり, ブラックホールや中性子星が引き起こす超高エネルギー現象およびブラックホールの形成・成長過程を, コンピュータシミュレーションを含めた理論的アプローチによって解明することを目指しています.
大須賀グループでの研究を希望する方はこちらを御覧ください。研究室訪問をご希望の方はメール(ohsuga[at]ccs.tsukuba.ac.jp)でご連絡お願いいたします。オンラインも対応しています。
■降着円盤/ジェット
中心天体の重力に引きつけられた物質が作り出す円盤状の構造は, 降着円盤と呼ばれています. ブラックホールや中性子星が中心天体の場合, 強力な放射と超高速で物質が噴出する現象（ジェット）が起こると予想されています. 一般相対論的輻射磁気流体力学シミュレーションを駆使し, 降着円盤とジェットについて理論的に研究しています.
■降着円盤風
降着円盤からは, ジェットとは異なる高速なガス噴出現象（円盤風）も生じると考えられています. 円盤風は無数のガス雲に分裂し, 複雑は光度変動を引き起こします. 輻射磁気流体力学シミュレーションを用いて降着円盤風の解明を目指しています.
■一般相対論的輻射輸送計算による模擬観測
一般相対論的輻射輸送計算コードを用い, 観測結果を理論的に予言（模擬観測）します. 実際の観測装置によるデータと比較し, 天体の性質を解き明かします.
■巨大ブラックホール形成論
銀河の中心には太陽の数百万倍から数十億倍もの質量を持つ巨大ブラックホールが潜んでいますが, その形成メカニズムは謎に包まれています. 物質を吸い込みむことで成長したのか, 星や銀河の進化にどう影響を及ぼしたのか, コンピュータシミュレーションを駆使して巨大ブラックホール形成の謎に迫っています.
■数値計算コード開発
理論天文学の強力な研究手段がコンピュータシミューレーションです. 人工知能やGPUの導入も含め, 世界最先端のシミューレーションコードを開発しています.
キーワード：ブラックホール，中性子星, ジェット, 降着円盤, 円盤風, 巨大ブラックホール形成論, 活動銀河核, 超高光度X線源, X線連星, ブラックホールシャドー, 一般相対論的輻射磁気流体力学, 一般相対論的輻射輸送方程式, 数値シミュレーション

左上; ブラックホール降着円盤の一般相対論的輻射磁気流体力学シミュレーション. 光速に匹敵する速度でジェットが吹き出す. 細い線は磁力線.（髙橋博之氏提供）
右上; 一般相対論的輻射輸送計算で再現したブラックホールシャドー. 青いリングの中心にブラックホールが潜む（川島朋尚氏提供）
左下; 浮遊するブラックホールが星間ガスに突入する状況を調べた輻射流体シミュレーション. 黄緑はブラックホールの周囲の電離領域で線はガスの流れ.（尾形絵梨花さん提供）
右下; 中性子星降着流の一般相対論的輻射磁気流体力学シミュレーション. カラーは物質および電磁場による角運動量輸送分布（井上壮大君提供）

メンバー & 主な共同研究者

■大須賀健（教授）
■朝比奈雄太（助教）
■小川拓未（科研費研究員）
■尾形絵梨花 (D3; 学振研究員)
■武者野拓也 (D3; 学振研究員)
■芳岡尚悟 (D2; 受託院生/京都大学)
■黒田裕太郎 (M2)
■上野航介 (M2)
■ペレスアルバート健 (M1)
■栗城琉偉 (M1)

■髙橋博之さん（駒澤大学）
■野村真理子さん（弘前大学）
■川島朋尚さん（東京大学宇宙線研究所）
■高橋労太さん（苫小牧工業高等専門学校）
■恒任優さん（ハーバード大学）
■井上壮大さん (大阪大学)
■高橋幹弥さん (東京工業高等専門学校)

過去の学位論文

博士論文

2023年度: "General Relativistic Radiation MHD simulations of super-Eddington accretion flows and outflows around a magnetized neutron star" 井上壮大; "Investigating energy and mass flows in supercritical accretion disks around Kerr-black holes via general relativistic radiation MHD simulations" 内海碧人; "Development of Time-dependent General Relativistic Radiation Transfer Code and Study on Black Hole Spin Estimation with Time-variable Radio Images" 高橋幹弥

修士論文

2023年度: "一般相対論的輻射磁気流体力学シミュレーションによる超臨界低角運動量降着流の研究" 島田悠愛; "一様媒質中での散乱光子が作る輻射強度分布の解析解" 竹田麟太郎; "コンプトン散乱を考慮した一般相対論的偏光X 線輻射輸送計算コードの開発～ブラックホール周辺構造の解明に向けて～" 竹林晃大
2022年度: "一般相対論的輻射輸送計算による歳差運動する低光度降着円盤の輻射スペクトルの特性" 人見拓也; "一般相対論的輻射磁気流体力学計算による亜臨界降着円盤の内縁構造とブラックホールスピンの研究" 大野翔大; "ラインフォース駆動型円盤風の噴出によるブラックホール降着円盤の時間変化の研究" 植松正揮
2021年度: "Hoyle-Lyttleton accretion on to black hole accretion disks with super-Eddington luminosity for dusty gas" 尾形絵梨花; "超臨界ブラックホール降着流におけるライマンアルファ輝線の輻射力の計算" 武者野拓也
2020年度: "一般相対論的輻射輸送・輻射磁気流体力学計算による超臨界中性子星降着流の構造の解明" 井上壮大; "一般相対論的輻射磁気流体シミュレーションによるカー・ブラックホール周りの超臨界降着円盤の解明" 内海碧人; "Ray-tracing法に基づく一般相対論的輻射輸送コードの開発" 高橋幹弥
2019年度: "Dusty-gasの輻射重力源へのHoyle-Lyttleton降着; 細谷亮太朗

卒業論文

2023年度: "Physics-informed Neural Networksを活用したガスと輻射の相互作用の計算" 波多野智
2022年度: "機械学習を用いたエディントンテンソルの推定について" 上野航介; "数値流体シミュレーションによるラインフォース駆動型円盤風の研究" 黒田裕太郎
2021年度: "突発的超臨界降着現象の研究" 島田悠愛; "特殊相対性理論的光子拡散の研究" 竹田麟太郎; "コンプトン散乱を考慮した偏光X線の輻射輸送計算" 竹林晃大
2020年度: "一般相対論的輻射輸送計算によるブラックホールへ落下するガスの放射特性の研究" 人見拓也
2018年度: "中性子星への超臨界降着柱モデルによる超高光度X線源のX線パルスの計算" 井上壮大; "円盤風の噴出による降着円盤の構造の変化" 荻野圭那子