2016 Fiscal Year Research-status Report
加速粒子から宇宙線へ - 次世代X線・γ線天文台を用いた銀河宇宙線生成現場の解明
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15K05107
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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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)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 超新星残骸 / 宇宙線 / X線 / ガンマ線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は超新星残骸での宇宙線加速について系統的・多角的な研究を続けている。
本年度は「ひとみ」衛星の打ち上げに伴い、超新星残骸の超高エネルギー分解能データが初めて得られた。大変残念なことに観測時間は非常に短かったものの、超新星残骸N132Dのプラズマが非等方的に運動していることを発見し、非等方爆発の可能性を示唆した。今後は「ひとみ「代替機」で超新星残骸での宇宙線加速に対して何ができるか、どのような計画で打ち上げに向かうかなどを議論していく。
また、我々は「すざく」衛星の観測データを用い、超新星残骸での宇宙線加速起源を探っている。RCW86という超新星残骸のマッピングデータを使い、熱的X線強度と非熱的X線のべきには反相関があることを示した。前者は星間物質密度に相関し、後者は加速された電子の最高エネルギーに相関することから、密度が薄い場所の衝撃波ほど衝撃波が減速されず、電子の最高エネルギーが高いままであることを初めて示した。このような定量的な加速効率の環境依存測定は世界で初めてである。
年老いた超新星残骸からはシンクロトロンX線は検出されない代わりに、GeV程度のガンマ線がよく検出される。これは分子雲にぶつかった超新星残骸衝撃波から逃げ出す粒子が周辺物質と相互作用することで、パイオン崩壊起源のガンマ線を出すからだと考えられており、どのような環境でこのような逃亡が起こるかを知る絶好の環境である。我々は複数のGeVガンマ線超新星残骸の深い観測を行い、このような超新星残骸で急激な冷却が起きていることを示した。なぜこのような冷却が起こるのか、宇宙線逃亡と関連があるのかを今後調べていきたい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
「ひとみ」衛星を失ったことは非常に痛手であり、その意味では当初の目的の一部は達成できなくなってしまった。ただ、我々は代替機に向かって動き始めており、「ひとみ」衛星のデータからの知見をそこに活かすことで、代替機ではさらに効率のよい研究を進めたい。また、期せずして「ひとみ」のデータからパルサーをもつ超新星残骸の起源に制限をつける研究ができることが分かってきたことは、想定以上の成果である。
一方、年老いた超新星残骸での宇宙線逃亡の研究については、想定していたよりも効率よく研究が進められており、総合するとおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
「ひとみ」衛星を用いたさらなる研究はできなくなったが、「ひとみ」衛星が遺したデータは、想定していなかった超新星残骸の研究分野を切り開きつつある。これらを代替機に向けて温めつつ、現存の衛星を用いた研究はこのまま順調に進めていく予定である。
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| Causes of Carryover |
昨年度中に支払予定であった論文投稿料が、論文の受理が遅れたためまだ未払になっているため、次年度に繰り越して支払うことになった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度の計画は予定通り進め、研究の完成を目指す。先ほど言及した論文が受理され次第投稿料を支払うと、それ以外はおおむね元の計画通りに進められる予定である。
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Research Products
(21 results)
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[Journal Article] Muti-year X-Ray Variations of Iron-K and Continuum Emissions in the Young Supernova Remant Cassiopeia A2017
Author(s)
T. Sato, Y. Maeda, A. Bamba, S. Katsuda, Y. Ohira, R. Yamazaki, K. Masai, H. Matsumoto, M. Sawada, Y. Terada, J. P. Hughes, M. Ishida
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Journal Title
ApJ
Volume: 836
Pages: 225
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Measurements of the Soft Gamma-ray Emission from SN2014J with Suzaku2016
Author(s)
Y. Terada, K. Maeda, Y. Fukazawa, A. Bamba, Y. Ueda, S. Katsuda, T. Enoto, T.Takahashi, T. Tamagawa, F. K. R¨opke, A. Summa, R. Diehl
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Journal Title
ApJ
Volume: 823
Pages: 43
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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