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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

Research Project

Project/Area Number 15K05107
Research InstitutionThe 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)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords超新星残骸 / 宇宙線 / X線 / ガンマ線
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。

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。

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。

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。

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。

  • Research Products

    (21 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Peer Reviewed: 12 results,  Acknowledgement Compliant: 12 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] IAAT(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      IAAT
  • [Int'l Joint Research] NASA/GSFC/Stanford U./Maryland U.(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      NASA/GSFC/Stanford U./Maryland U.
    • # of Other Institutions
      10
  • [Int'l Joint Research] SRON/アムステルダム大学(オランダ)

    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      SRON/アムステルダム大学
  • [Journal Article] A Systematic Study of the Thermal and Nonthermal Emission in the Supernova Remnant RCW 86 with Suzaku2017

    • Author(s)
      Y. Tsubone, M. Sawada, A. Bamba, S. Katsuda, J. Vink
    • Journal Title

      ApJ

      Volume: 835 Pages: 34

    • DOI

      10.3847/1538-4357/835/1/34

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] XMM-Newton observation of the supernova remnant Kes 78 (G32.8-0.1): Evidence for shock-cloud interaction2017

    • Author(s)
      M. Miceli, A. Bamba, S. Orlando, F. Bocchino, P. Zhou, S. Safi-Harb, Y. Chen
    • Journal Title

      A&A

      Volume: 599 Pages: 45

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201629842

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [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
    • Journal Title

      ApJ

      Volume: 836 Pages: 225

    • DOI

      10.3847/1538-4357/836/2/225

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Hitomi Constraints on the 3.5 keV Line in Perseus2017

    • Author(s)
      Hitomi collaboration, A. Bamba, et al.
    • Journal Title

      ApJ letter

      Volume: 837 Pages: L15

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aa61fa

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Gamma-ray line emission from neutron star merger ejecta and its effects on the heating rate2016

    • Author(s)
      K. Hotokezaka, S. Wanajo, M. Tanaka, A. Bamba, Y. Terada, and T. Piran
    • Journal Title

      MNRAS

      Volume: 459 Pages: 35-43

    • DOI

      10.1093/mnras/stw404

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [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
    • Journal Title

      ApJ

      Volume: 823 Pages: 43

    • DOI

      10.3847/0004-637X/823/1/43

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] New Identification of the Mixed-Morphology Supernova Remnant G298.6-0.0 with Suzaku2016

    • Author(s)
      A. Bamba, M. Sawada, Y. Nakano, Y. Terada, J. Hewitt, R. Petre, L. Angelini
    • Journal Title

      PASJ

      Volume: 68 Pages: S5

    • DOI

      10.1093/pasj/psv096

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Suzaku observations of two diffuse hard X-ray sources G22.0+0.0 and G23.5+0.12016

    • Author(s)
      S. Yamauchi, M. Sumita, A. Bamba
    • Journal Title

      PASJ

      Volume: 68 Pages: S6

    • DOI

      10.1093/pasj/psv109

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Suzaku observations of the hard X-ray spectrum of Vela Jr.2016

    • Author(s)
      S. Takeda, A. Bamba, Y. Terada, M.S. Tashiro, S. Katsuda, R. Yamazaki, Y. Ohira, W.B. Iwakiri
    • Journal Title

      PASJ

      Volume: 68 Pages: S10

    • DOI

      10.1093/pasj/psw036

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The Quiet Intracluster Medium in the Core of the Perseus Cluster2016

    • Author(s)
      T. Takahashi, A. Bamba et al.
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 535 Pages: 117-121

    • DOI

      doi:10.1038/nature18627

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Soft and Hard X-Ray Components from Type IIn Supernovae: Evidence for Asphericity in the Circumstellar Medium2016

    • Author(s)
      S. Katsuda, K. Maeda, A. Bamba, Y. Terada, Y. Fukazawa, K. Kawabata, M. Ohno, Y. Sugawara, Y. Tsuboi
    • Journal Title

      ApJ

      Volume: 832 Pages: 194

    • DOI

      10.3847/0004-637X/832/2/194

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] X-ray and Rotational Luminosity Correlation and Magnetic Heating of the Radio Pulsars2016

    • Author(s)
      S. Shibata, E. Watanabe, Y. Yatsu, T. Enoto, A. Bamba
    • Journal Title

      ApJ

      Volume: 833 Pages: 59

    • DOI

      10.3847/1538-4357/833/1/59

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 宇宙の多様性の源: 超新星残骸2017

    • Author(s)
      馬場彩
    • Organizer
      星間現象ワークショップ
    • Place of Presentation
      ホテル メルパルク名古屋(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2017-03-24
    • Invited
  • [Presentation] NuSTAR/Suzakuによる最も明るいガンマ線超新星残骸N132Dの観測2017

    • Author(s)
      馬場彩
    • Organizer
      日本天文学会春季年会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2017-03-17
  • [Presentation] X-ray observations of supernova remnants - environment study of acceleration sites -2016

    • Author(s)
      Aya Bamba
    • Organizer
      Cosmic Ray Origin - beyond the standard models -
    • Place of Presentation
      San Vito di Cadore, Italy
    • Year and Date
      2016-09-21
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 「すざく」によるガンマ線超新星残骸G298.6-0.0およびG32.8-0.1の観測2016

    • Author(s)
      馬場彩
    • Organizer
      日本天文学会秋季年会
    • Place of Presentation
      愛媛大学(愛媛県松山市)
    • Year and Date
      2016-09-15
  • [Presentation] 変なコンパクト星を持つ超新星残骸とX線観測を用いたprogenitor推定あれこれ2016

    • Author(s)
      馬場彩
    • Organizer
      中性子星勉強会
    • Place of Presentation
      蔵王アストリアホテル(山形県山形市)
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Invited
  • [Presentation] 「すざく」で見たRCW86 - 環境と加速の関係2016

    • Author(s)
      馬場彩
    • Organizer
      SNR workshop 2016
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2016-08-22
    • Invited

URL: 

Published: 2018-01-16   Modified: 2022-02-16  

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