2018 Fiscal Year Annual Research Report
Particle Acceleration and Heating by the Turbulence in the Interstellar / Intracluster Gas and Nonequilibrium Radiation due to Quasi-Thermal Electrons
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15K05024
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
政井 邦昭 首都大学東京, 理学研究科, 教授 (80181626)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 2次Fermi加速 / Fokker-Planck方程式 / 準熱的粒子 / 非平衡熱的放射 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
銀河団の形成過程で銀河団衝突によって生じた衝撃波や乱流は銀河団ガスの粒子を加速すると考えられ，衝突していると見られる系でGeV電子放射の電波ハローや電波レリックが観測されている．前者はMpcスケールに広がるので，衝撃波よりも乱流によるin-situ粒子加速を考えるのが自然である．乱流が減衰するに連れ，加速された粒子の一部は熱的粒子と相互作用して加熱に寄与すると期待され，電波強度とガスの温度や熱的Ｘ線光度の間には正の相関が見られる．これらの観測事実を踏まえて，銀河団衝突の過程で形成される粒子のスペクトルを調べ，放射の特徴を明らかにして，電波ハローと整合的に銀河団コアの熱的進化を探る研究を進めてきた．
平成30年度は，乱流の減衰とともに粒子の分布関数がどのように変化するか，前年度に引き続き，乱流のカスケードおよび加速された粒子と熱的粒子との相互作用についてFokker-Planckコードを用いて研究を行った．乱流の減衰後，加速された粒子が熱化することでガスの温度が上がりコアは放射冷却に対し安定化する．粒子が熱化されるには，移流項が抑制され拡散項が支配的になる必要があるが，拡散過程をより高次の項まで計算することで実証できる可能性を前年度に示した．30年度はこの扱いの妥当性および微分方程式の解法に問題がないかチェックした．また，熱的粒子が準熱的粒子と相互作用する非平衡放射によって，粒子のエネルギー損失が抑制され実効的に放射冷却時間が延びる．この効果についても引き続き熱的分布への遷移状態から調べた．冷却コアをもつ力学的に緩和した銀河団では，中心部のcD銀河に巨大ブラックホールの活動が見られる．in-situ粒子加速と比べると局所的ではあるが，相補的に銀河団ガスに影響を及ぼすと考えられるので，本研究終了後の展開としてブラックホールの活動についても研究を始めた．
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Research Products
(3 results)
