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2018 Fiscal Year Annual Research Report

New picture of high-energy astronomical phenomena with turbulence acceleration of particles

Research Project

Project/Area Number 16K05291
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

浅野 勝晃  東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (80399279)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 寺木 悠人  旭川工業高等専門学校, 一般理数科, 講師 (40733093) [Withdrawn]
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsブレーザー / 粒子加速 / 乱流
Outline of Annual Research Achievements

本年度は本研究計画の最大の目的である、乱流粒子加速による天体現象の解明、これを大きく前進させる論文を発表することができた。一つは現象論的アプローチによる、ブレーザーのスペクトルの説明である。Asano & Hayashida (2018)により、5つの代表的なブレーザーのスペクトルを乱流加速モデルで説明することに成功した。ここで提起された加速機構は加速時間スケールが粒子エネルギーに依存しない、Hard-sphere加速と呼ばれるものである。多くのブレーザーが普遍的にこの単一のモデルで説明できる可能性を示した、重要な結果であると考えている。もう一つの論文は、当初の研究計画で挙げていた課題の一つ、乱流の基礎理論に関するものである。先行研究では、流体シミュレーションにテスト粒子を注入し、その振舞いをみることで、乱流加速を論じていたが、そこで見られた加速機構の解釈は確立されていなかった。シミュレーションで再現している磁気流体中の波動には、Alfven波、Fast波、Slow波の三種類が存在しうるが、どのモードが粒子加速に効いているのか、どのような機構で加速しているのか、わからなかった。Teraki & Asano (2019)において、我々は流体シミュレーションではなく、純粋な単一モードの乱流を線形波動として用意し、そこでの粒子の振舞いをシミュレーションすることで、粒子加速について論じた。こうすることで、単一の波動モードの効果を取り出すことができ、それらの相対的な加速への貢献度の違いを割り出すことが可能となった。我々の結果は、従来考えられていたよりも高い効率で、粒子はFast波及びSlow波とTransit Time Dampingと呼ばれる共鳴を起こせることを確認した。大スケールFast波との相互作用による粒子加速は、我々が提唱したHard-sphere加速とも整合的である。

  • Research Products

    (18 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Peer Reviewed: 12 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Direct Measurement of the Cosmic-Ray Proton Spectrum from 50 GeV to 10 TeV with the Calorimetric Electron Telescope on the International Space Station2019

    • Author(s)
      O. Adriani, Y. Akaike, K. Asano, et al.
    • Journal Title

      Accepted for Physical Review Letters

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Ultra-violet imaging of the night-time earth by EUSO-Balloon towards space-based ultra-high energy cosmic ray observations2019

    • Author(s)
      Abdellaoui G.、Abe S.、Adams J.H.、Ahriche A.、Allard D.、Allen L.、Alonso G.、Anchordoqui L.、Anzalone A.、Arai Y.、Asano K.、et al.
    • Journal Title

      Astroparticle Physics

      Volume: 111 Pages: 54~71

    • DOI

      10.1016/j.astropartphys.2018.10.008

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Particle Energy Diffusion in Linear Magnetohydrodynamic Waves2019

    • Author(s)
      Yuto Teraki, and Katsuaki Asano
    • Journal Title

      Accepted for The Astrophysical Journal

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [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 Pages: 24~24

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/aab667

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Extended Measurement of the Cosmic-Ray Electron and Positron Spectrum from 11?GeV to 4.8?TeV with the Calorimetric Electron Telescope on the International Space Station2018

    • Author(s)
      Adriani O.、Akaike Y.、Asano K.、Asaoka Y.、et al., CALET Collaboration
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 120 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.120.261102

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] On-orbit operations and offline data processing of CALET onboard the ISS2018

    • Author(s)
      Asaoka Y.、Ozawa S.、Torii S.、Adriani O.、Akaike Y.、Asano K.、 et al.
    • Journal Title

      Astroparticle Physics

      Volume: 100 Pages: 29~37

    • DOI

      10.1016/j.astropartphys.2018.02.010

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Blazar Spectra with Hard-sphere-like Acceleration of Electrons2018

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

      The Astrophysical Journal

      Volume: 861 Pages: 31~31

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/aac82a

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Search for GeV Gamma-Ray Counterparts of Gravitational Wave Events by CALET2018

    • Author(s)
      Adriani O.、Akaike Y.、Asano K.、Asaoka Y.、Bagliesi M. G.、et al., CALET Collaboration
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 863 Pages: 160~160

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/aad18f

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Characteristics and Performance of the CALorimetric Electron Telescope (CALET) Calorimeter for Gamma-Ray Observations2018

    • Author(s)
      Cannady N.、Asaoka Y.、Satoh F.、Tanaka M.、Torii S.、Cherry M. L.、Mori M.、Adriani O.、Akaike Y.、Asano K.、et al., CALET Collaboration
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      Volume: 238 Pages: 5~5

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4365/aad6a3

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Late engine activity of GRB 161017A 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、Kawai Nobuyuki
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 70 Pages: 92 (1-9)

    • DOI

      doi: 10.1093/pasj/psy090

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] EUSO-TA - First results from a ground-based EUSO telescope2018

    • Author(s)
      Abdellaoui G.、Abe S.、Adams J.H.、Ahriche A.、Allard D.、Allen L.、Alonso G.、Anchordoqui L.、Anzalone A.、Arai Y.、Asano K.、et al.
    • Journal Title

      Astroparticle Physics

      Volume: 102 Pages: 98~111

    • DOI

      10.1016/j.astropartphys.2018.05.007

    • 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 Pages: 141~141

    • DOI

      https://doi.org/10.3847/1538-4357/aae389

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Wave-Particle Interaction in Blazar2018

    • Author(s)
      Katsuaki Asano
    • Organizer
      Jet and Shock Breakouts in Cosmic Transients
    • 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
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hunting extreme blazars with the MAGIC telescopes2018

    • Author(s)
      Elisa Prandini, Katsuaki Asano
    • Organizer
      Astrophysics and MAGIC Conference
    • Int'l Joint Research
  • [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
  • [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
    • ISBN
      978-4-535-60744-6
  • [Remarks] Publications

    • URL

      http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/~asanok/publication.html

URL: 

Published: 2019-12-27  

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