2021 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical Study of High-Energy Multimessengers from PeV Sources
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18H01215
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
井岡 邦仁 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (80402759)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 高エネルギー天体 / マルチメッセンジャー / 宇宙線 / ブラックホール / ジェット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
PeV天体の一つの候補にガンマ線バーストのジェットがある。最近、重力波イベントGW170817の観測によって連星中性子星の合体とショートガンマ線バーストについての知見が豊富に得られるようになってきた。特に、連星中性子星の合体に伴って飛散する物質については、(おそらくr過程元素の放射性崩壊に伴う)放射が観測されたので、その性質が比較的良く分かってきた。また、ガンマ線も観測され、さらに残光の観測からもジェットの存在がほぼ確実になった。ジェットからのガンマ線が観測されるには、ジェットが飛散物質を貫く必要がある。また、ジェットが飛散物質とぶつかり高温に加熱されたコクーンは、飛散物質に比べて速度が速いので、その後周りの星間物質と衝撃波を起こしPeV宇宙線の起源になる可能性がある。我々はこれまで、飛散物質の膨張運動を初めて考慮して、ジェットの伝搬とコクーンの形成を、解析的および数値的に調べてきた。特に、飛散物質に膨張運動がある場合、コクーンの大部分は飛散物質内に留まり、一部しか外に出て放射に寄与しないことが分かってきた。これは、周囲の物質が静止しているロングガンマ線バーストの場合（この場合はほぼ全てのコクーンが外に飛び出てくる）と大きく異なる。我々は外に出るコクーンを脱出コクーンと名付け、その質量やエネルギーの割合を解析的に求める公式を導出した。また、解析的公式を数値計算と比較してその妥当性を示した。また、脱出コクーンからの放射を計算するための定式化を終えて、近い将来観測するための理論的な準備を整えた。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(20 results)
