2018 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding cosmic-ray acceleration processes through gamma-ray observations with H.E.S.S. and Fermi
| Project/Area Number |
18H03722
|
|---|
| Research Institution | Rikkyo University |
|---|
Principal Investigator |
内山 泰伸 立教大学, 理学部, 教授 (00435801)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中島 真也 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 基礎科学特別研究員 (20737449)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 宇宙線 / パルサー星雲 / 超新星残骸 / ガンマ線連星 / 逆コンプトン散乱 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
宇宙線加速機構の解明に新展開をもたらすことを目指し、フェルミ衛星 と H.E.S.S. 望遠鏡を組み合わせた GeV から TeV にわたる広範囲のガンマ線観測、およびガンマ線放射天体のX線観測による研究を推進した。宇宙線電子・陽電子の加速源として注目されるパルサー星雲、銀河宇宙線の起源として有力視されている超新星残骸、PeV を超えるエネルギーの宇宙線加速源の候補となる相対論的ジェットに着目して、観測的および理論的研究を進めている。それぞれのカテゴリーについて、本年度の研究実績は次の通りである。
(1) パルサー星雲における粒子加速機構を解明するため、フェルミ衛星による１０年にわたる長期間観測データを用いて、かに星雲の GeV ガンマ線フレアの解析を進めた。これまで検出されなかったガンマ線フレアを多数、発見することに成功し、フレア領域の磁場についての制限などを得た。
(2) 超新星残骸における粒子加速の研究を進めるため、NuSTAR 衛星による超新星残骸 RXJ1713.7-3946 の硬X線観測をはじめて行い、高エネルギー電子の加速効率、衝撃波近傍における拡散係数についての新しい制限を得た。本研究成果は The Astrophysical Journal に掲載予定である。
(3) 相対論的ジェットからのガンマ線放射から宇宙線加速に迫るため、ガンマ線連星における相対論的ジェットからの逆コンプトン散乱についての理論研究を行った。本研究成果は MNRAS 誌に掲載された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
「研究実績の概要」で示したように、宇宙線電子・陽電子の加速源として注目されるパルサー星雲、銀河宇宙線の起源として有力視されている超新星残骸、PeV を超えるエネルギーの宇宙線加速源の候補となる相対論的ジェット（ブラックホールジェット）に関する研究が順調に進み、１年目から本研究グループが主導した査読付論文も複数、出版できているため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
研究計画調書に示した６つの研究テーマ、(1) 超新星残骸が PeVatron か否かの検証、(2) 星形成領域における宇宙線加速の研究、(3) 銀河中心領域の観測、 (4) ブラックホールジェットの観測、(5) パルサー星雲の粒子加速機構の解明、(6) H.E.S.S. 望遠鏡エネルギー閾値の改善にむけた基礎開発、のうち、(1), (4), (5) の３つについて、本年度は重点的に研究を進め、「研究実績の概要」で記した成果を得ることができた。今後は、(2), (3), (6) の研究テーマに本研究グループのリソースを割く予定である。
|
