2018 Fiscal Year Research-status Report
Exploration of the origin of Galactic cosmic-rays
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18K03647
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
藤田 裕 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (10332165)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 銀河団 / 宇宙線 / 衝撃波 / 乱流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
銀河団での宇宙線加速の要因となっている衝撃波や乱流は、銀河団が形成する過程で起きる銀河団同士の衝突、合体によって励起する。そこで当該年度では銀河団の形成過程、特に銀河団の内部構造と成長過程の詳細な関係を調べた。
そこで我々はまず CLASH 銀河団サンプルについて、それぞれの銀河団の半径、質量、温度を調べた。半径と質量は重力レンズ観測で、温度はX線観測で得られたものである。そしてこれらのデータを3次元対数空間にプロットしたところ、非常に薄い平面状に分布することを見出した。さらに宇宙論的なシミュレーションでもこの平面の存在を確認した。銀河団は成長する過程で、温度が上昇し、質量と半径が増加するが、それは銀河団のこの平面上の移動で表されることもシミュレーションは示している。またこの平面は銀河団中のAGNフィードバックなどの効果はほとんど受けない。
一方、平面の向きはこれまでの多くの研究で仮定されてきたビリアル平衡が予測するものと有意にずれている。我々は解析的な similarity solution でこの平面の向きのずれを説明することに成功した。 それによると、このずれは銀河団は単純なビリアル平衡になっていないためであり、外から連続的に物質が落下する効果を取り入れないと構造を正しく議論できないことを示している。また平面上の銀河団の移動方向は宇宙の初期ゆらぎを反映していることもわかった。この研究で見出された「連続的な物質の落下」が衝撃波や乱流の発生に寄与しているはずである。
一方、衝突銀河団 CIZA J1358.9-4750で衝撃波が存在している領域を ATCA 電波望遠鏡で観測したところ、電波放射は観測されなかった。このことから銀河団中の磁場と宇宙線量に強い制限を与えた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
宇宙線の加速というより、より根本の銀河団形成にさかのぼった研究となったが、銀河団形成についての基礎的な理解を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
銀河団形成についての研究をさらに進め、理論予測と観測を比較できるような方法を見出す。銀河団中の宇宙線は低エネルギーのものが多いが、その加速や拡散過程を知るために、銀河系内の低エネルギーの宇宙線との比較を行いたい。
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| Causes of Carryover |
研究の遂行に性能的に十分であることを確認したので、コンシューマー向けの計算機を購入することで購入代金を引き下げた。その分不足が予想される来年度以降の旅費に使用したい。
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Research Products
(24 results)
