Study of heating and particle acceleration on collisionless shocks with ground experiment, theory, and high energy resolution X-ray observations

• Project/Area Number: 23K25907
• Project/Area Number (Other): 23H01211 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 16010:Astronomy-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 馬場 彩 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (70392082)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 弘悦 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (00513467) ; 山崎 了 青山学院大学, 理工学部, 教授 (40420509) ; 井上 剛志 甲南大学, 理工学部, 教授 (90531294)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2026: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2025: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2024: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2023: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
• Keywords: 無衝突衝撃波 / 超新星残骸 / プラズマ / 銀河団 / クーロン加熱

Outline of Research at the Start

宇宙無衝突衝撃波は大規模構造形成や爆発的星形成の連鎖、宇宙線加速など様々な階層で宇宙の多様性を生み出す主役だ。だが、無衝突衝撃波での加熱・粒子加速機構は分かっていない。我々はXRISM衛星の観測開始と同時に、様々なスケール・マッハ数を持つ無衝突衝撃波(超新星残骸や銀河団)を高分光観測し、衝撃波下流プラズマの診断から無衝突衝撃波での加速・加熱機構と効率を測定する。超新星残骸と銀河団の間のマッハ数は地上レーザー実験で無衝突衝撃波を作成し、3桁にわたるマッハ数をカバーする。磁気流体に粒子加速も加えたシミュレーションと比較することで、無衝突衝撃波での加熱・粒子加速機構とその効率を統一的に解明する。