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Search for hadronic origin emission from relativistic jets explored by multi-messenger approach

Research Project

Project/Area Number 18K03665
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
Research InstitutionKonan University

Principal Investigator

林田 将明  甲南大学, 理工学部, 特別研究員 (60705177)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 浅野 勝晃  東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (80399279)
間瀬 圭一  千葉大学, 大学院理学研究院, 助教 (80400810)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2019-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords相対論的ジェット / ブレーザー / 宇宙線起源 / 高エネルギーガンマ線 / 高エネルギーニュートリノ / マルチメッセンジャー観測 / 活動銀河核
Outline of Annual Research Achievements

南極の氷を巨大検出器とするIceCube実験は、宇宙からの超高エネルギー(>100 TeV)ニュートリノを有意に100近い候補事象を観測していたが、その起源天体の同定が大きな課題であった。2018年7月、相対論的ジェットを持つ活動銀河核ブレーザー天体TXS0506+056が、IceCubeにより観測された高エネルギーニュートリノ事象IceCube170922Aの起源天体であることを強く示唆する結果を遂にScience誌に発表した。これは、TXS0506+056がガンマ線にて通常の約6倍明るくなっていた時に同期してニュートリノIceCube170922Aが検出された結果であり、研究代表者は特にフェルミ衛星によるガンマ線観測のデータ解析に貢献した。ここで、この天体のガンマ線フレアと本ニュートリノ事象検出とが偶然同時に起こる事象は約3シグマ(post-trial)で棄却できることを統計的に示した。さらにTXS0506+056からは同時期に100 GeV以上のガンマ線も検出された。これらの結果から銀河系外の宇宙線起源天体候補を同定したことを示唆する初の観測的証拠となった。また本結果を受け、ブレーザーTXS0506+056と同種の性質を持ち陽子起源天体となりうるブレーザー(BL Lac)天体を選定しリストを作成した。
放射モデルに関して、従来の研究にて、ブレーザー3C279のフレア現象の観測結果を乱流による統計加速(フェルミ二次加速) に基づいて高エネルギー粒子の分布を決定する放射モデルにて説明することに成功したが、その放射モデルを発展させ、代表的な5つのブレーザーの多波長観測結果に適応した。これら全ての天体の多波長スペクトルの観測結果を無矛盾に再現でき、乱流加速に基づいた放射モデルが、より一般的にブレーザーの観測結果を説明可能なことを論文にて発表した。

Report

(1 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2019 2018

All Journal Article (13 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 5 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Constraints on Minute-Scale Transient Astrophysical Neutrino Sources2019

    • Author(s)
      Aartsen M.G.、Ackermann M.、Adams J.,,, Mase K., et al. (IceCube Collaboration)
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 122 Issue: 5

    • DOI

      10.1103/physrevlett.122.051102

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Role of Turbulence in High-Energy Astronomical Phenomena2018

    • Author(s)
      浅野 勝晃、林田 将明
    • Journal Title

      Butsuri

      Volume: 73 Issue: 7 Pages: 488-493

    • DOI

      10.11316/butsuri.73.7_488

    • NAID

      130007610574

    • ISSN
      0029-0181, 2423-8872
    • Year and Date
      2018-07-05
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Blazar Spectra with Hard-sphere-like Acceleration of Electrons2018

    • Author(s)
      Asano Katsuaki、Hayashida Masaaki
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 861 Issue: 1 Pages: 31-31

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aac82a

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multimessenger observations of a flaring blazar coincident with high-energy neutrino IceCube-170922A2018

    • Author(s)
      The IceCube Collaboration、Fermi-LAT、MAGIC、AGILE、ASAS-SN、HAWC、H.E.S.S.、INTEGRAL、Kanata、Kiso、Kapteyn、Liverpool Telescope、Subaru、Swift/NuSTAR、VERITAS、VLA/17B-403 teams
    • Journal Title

      Science

      Volume: 361 Issue: 6398 Pages: 1378-1378

    • DOI

      10.1126/science.aat1378

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Blazar TXS 0506+056 Associated with a High-energy Neutrino: Insights into Extragalactic Jets and Cosmic-Ray Acceleration2018

    • Author(s)
      Ansoldi S.、Bernardini E.、Bhattacharyya W.、Inoue S.、Tavecchio F.、Cerruti M. et al.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 863 Issue: 1 Pages: L10-L10

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aad083

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Science with e-ASTROGAM2018

    • Author(s)
      De Angelis A.、Tatischeff V.、Grenier I.A.,,,Hayashida M., et al.
    • Journal Title

      Journal of High Energy Astrophysics

      Volume: 19 Pages: 1-106

    • DOI

      10.1016/j.jheap.2018.07.001

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] Multi-wavelength characterization of the blazar S5 0716+714 during an unprecedented outburst phase2018

    • Author(s)
      M.N. Ahnen et al.
    • Journal Title

      Astronomy and Astrophysics

      Volume: 619 Pages: A45-A45

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201832677

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Hadronic Origin of Prompt High-energy Emission of Gamma-ray Bursts Revisited: In the Case of a Limited Maximum Proton Energy2018

    • Author(s)
      Wang Kai、Liu Ruo-Yu、Dai Zi-Gao、Asano Katsuaki
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 857 Issue: 1 Pages: 24-24

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aab667

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Late engine activity of GRB161017A revealed by early optical observations2018

    • Author(s)
      Tachibana Yutaro , Arimoto Makoto , Asano Katsuaki , Harita Shohei , Fujiwara Taichi , Yoshii Taketoshi , Itoh Ryosuke , Murata Katsuhiro L , Yatsu Yoichi , Morita Kotaro , et al.
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 70 Issue: 5 Pages: 92-92

    • DOI

      10.1093/pasj/psy090

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Outflow and Emission Model of Pulsar Wind Nebulae with the Back Reaction of Particle Diffusion2018

    • Author(s)
      Ishizaki Wataru、Asano Katsuaki、Kawaguchi Kyohei
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 867 Issue: 2 Pages: 141-141

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aae389

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coherent radio emission from the electron beam sudden appearance2018

    • Author(s)
      de Vries Krijn D.、DuVernois Michael、Fukushima Masaki、Gaior Romain、Hanson Kael、Ikeda Daisuke、Inome Yusuke、Ishihara Aya、Kuwabara Takao、Mase Keiichi, et al.
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 98 Issue: 12

    • DOI

      10.1103/physrevd.98.123020

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Neutrino emission from the direction of the blazar TXS 0506+056 prior to the IceCube-170922A alert2018

    • Author(s)
      S. Yoshida, A. Ishihara 他( IceCube collaboration)
    • Journal Title

      Science

      Volume: 361 Issue: 6398 Pages: 147-151

    • DOI

      10.1126/science.aat2890

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Differential limit on the extremely-high-energy cosmic neutrino flux in the presence of astrophysical background from nine years of IceCube data2018

    • Author(s)
      Aartsen M et al (IceCube Collaboration)
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 98 Issue: 6 Pages: 062003-062003

    • DOI

      10.1103/physrevd.98.062003

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 新世代高分解能ハイブリッドニュートリノ望遠鏡2019

    • Author(s)
      間瀬圭一, 石原安野, 久留須賢太郎, 永井遼, 吉田滋, Myoungchul Kim, Simon Archambault
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Gamma-ray search of dark matter in spatially-extended dwarf spheroidal galaxies with CTA2019

    • Author(s)
      廣島渚, 林田将明, 郡和範
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Neutrino/gamma-ray connections on blazars IceCube-170922A and TXS 0506+0562018

    • Author(s)
      Masaaki Hayashida
    • Organizer
      14th Rencontres du Vietnam - Very High Energy Phenomena in the Universe
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 高エネルギーガンマ線によるIceCubeニュートリノ事象の追観測2018

    • Author(s)
      林田 将明
    • Organizer
      日本天文学会2018年秋季年会、企画セッション「高エネルギー宇宙ニュートリノから展開するマルチメッ センジャー天文学」
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ブレーザーとマルチメッセンジャー観測2018

    • Author(s)
      林田 将明
    • Organizer
      高エネルギー宇宙物理学研究会2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ブレーザーのマルチメッセンジャー観測2018

    • Author(s)
      林田 将明
    • Organizer
      茨城大学重点研究 研究会:「突発・変動現象の電波フォローアップ」
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 3C 279の巨大ガンマ線アウトバーストの電子・陽電子カスケードモデル2018

    • Author(s)
      浅野勝晃、林田将明
    • Organizer
      日本天文学会2018年秋季年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Wave-Particle Interaction in Blazar2018

    • Author(s)
      Katsuaki Asano
    • Organizer
      Jet and Shock Breakouts in Cosmic Transients
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Broadband Modeling of Blazar Spectra with a Turbulent Acceleration Model2018

    • Author(s)
      Katsuaki Asano
    • Organizer
      Half a Century of Blazars and Beyond
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ARAニュートリノ望遠鏡で探る超高エネルギー深宇宙2018

    • Author(s)
      間瀬圭一, 石原安野, 久留須賢太郎, 吉田滋, Simon Archambault, Kim Myoungchui, ARA Collaboration
    • Organizer
      日本天文学会2018年秋季年会、企画セッション「高エネルギー宇宙ニュートリノから展開するマルチメッセンジャー天文学」
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      2018 Annual Research Report
  • [Book] ガンマ線バースト2019

    • Author(s)
      河合誠之、浅野勝晃
    • Total Pages
      304
    • Publisher
      日本評論社
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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