2018 Fiscal Year Annual Research Report
銀河の形成進化と超高エネルギー宇宙ニュートリノの起源
| Project/Area Number |
18J20943
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
須藤 貴弘 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
|
| Keywords | ニュートリノ / ガンマ線 / 宇宙線 / 銀河 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
IceCube実験では、超高エネルギーニュートリノを現在までに100個近く検出しているが、その起源は謎であり、活発に研究が行われている。ニュートリノは宇宙線が物質や光と反応して生み出されると考えられるため、IceCubeでの観測は宇宙線の起源や加速機構などの謎への重要なヒントになる。
IceCubeニュートリノの起源の候補に星形成銀河やスターバースト銀河がある。銀河内で高エネルギー宇宙線が生成され、それらが銀河内にあるガスと衝突してニュートリノを作るというシナリオである。このシナリオで観測データが説明できるか検証することを目的とし、銀河で起こる高エネルギー放射の詳細なモデルを構築し、さらにこれを現実的な銀河形成進化のモデルと組み合わせることで、できるだけ信頼性の高い計算を行った。
結果として、楽観的な仮定のもとでも、星形成銀河のIceCubeニュートリノへの寄与は少ないとの結論が得られた。この成果を論文にまとめ学術誌から出版し、また国際学会やセミナーでの発表も複数回行った。
また、米国のオハイオ州立大学に約半年間滞在した。滞在中は高エネルギーニュートリノの専門家との議論などを通して知見を広めるとともに、超高エネルギーガンマ線に関する研究にも取り組んだ。最近のガンマ線望遠鏡により「TeVハロー」と呼ばれる新種の天体が見つかっており、その示唆や将来観測への展望などを調べた。この成果も論文としてまとめ、学術誌に投稿した。この論文自体はガンマ線天体を主眼に置いたものであるが、今後この研究を発展させ、超高エネルギーニュートリノや宇宙線との関連も調べていきたいと考えている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究課題「銀河の形成進化と超高エネルギー宇宙ニュートリノの起源」では、IceCube ニュートリノ観測所で発見された超高エネルギー宇宙ニュートリノの起源を明らかにすることを目的としている。
初年度の計画では、星形成銀河におけるディスクからの放射に注目する予定であった。具体的には、ディスクからの高エネルギー放射の理論モデルを構築し、銀河の形成進化のモデルと組み合わせることで、星形成銀河の IceCube ニュートリノへの寄与がどの程度か、結論を出す予定であった。
研究は計画通りに進展し、この成果を論文にまとめ学術誌から出版した。また、国際学会で1度、他大学で3度のセミナー講演を行い、議論を行うことができた。
また、米国のオハイオ州立大学に半年間滞在し、超高エネルギーガンマ線に関する研究に取り組んだ。この研究内容は学術論文にまとめて2月末に投稿し、現在査読中である。この論文自体はガンマ線天体を主眼に置いたものであるが、ガンマ線天体と高エネルギーニュートリノの起源は密接に関わっており、今後この研究と関連させて研究課題をさらに進展させていくつもりである。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本来の研究計画では星形成銀河に注目した研究を行う予定であった。しかし、学会やセミナー等を通して専門家との議論を行う機会が増え交流が広がったため、もとの計画に加え、より幅広い視野での研究も推進していきたいと考えている。
特に、昨年度に IceCube 観測所では活動銀河核から高エネルギーニュートリノが放射されていたとの発見があった。この発見をもって IceCube で見つかっている全てのニュートリノの起源が活動銀河核であるとは言えないが、この種の天体の研究が重要であることは明らかになった。そこで、今後は星形成銀河に限らず、様々な種の天体についても研究も視野に入れたい。
また、高エネルギーニュートリノはガンマ線とも密接に関わっている。そのため、ガンマ線天体との関連なども考えるなど、より様々なアプローチで、研究課題を進めていきたいと考えている。
|
