2021 Fiscal Year Annual Research Report
Exploration of the origin of Galactic cosmic-rays
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18K03647
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
藤田 裕 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (10332165)
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2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 宇宙線 / 銀河団 / AGN / 超新星残骸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 銀河団内の宇宙線を供給するソースとして有力と考えられている銀河団中心の活動銀河核 (AGN) について理論研究を行った。AGN が活動するためには、その中心にある超巨大ブラックホールに燃料となるガスが落下する必要がある。従来銀河団に充満する高温ガスがそのまま落下すると考えられていたが、本研究では最近観測的に見つかりつつある銀河団中心の冷たいガスが燃料となっている可能性について考察し、以下のようなことがわかった。(1) 冷たいガスは高温ガスの放射冷却によって形成、蓄積され、燃料タンクのような働きをする。(2) 冷たいガスの一部はブラックホール周辺まで落下した後、核周円盤を形成する。核周円盤はブラックホールにガスを供給するが、その割合を時間平均としてはほぼ一定とする調整弁の役割を果たす。(3) 上の (1),(2) の効果により、AGN の活動は安定し、結果として銀河団に安定に宇宙線を供給する。
2. 銀河団内に供給されている宇宙線陽子の一部は銀河の中にある超新星残骸に起源があるとされている。しかし低いエネルギー (<TeV) の宇宙線についてその証拠があるものの、高いエネルギー (~PeV) の宇宙線については確かではない。そこでそもそも超新星残骸が PeV の宇宙線陽子を加速しているのかどうかを明らかにするために、銀河系内の超新星残骸 G106.3+2.7 のX線データを解析した。その結果X線は超新星残骸ではなく、近傍のパルサーに起源をもつ宇宙線電子が放射していることがわかった。ただしこの結果は G106.3+2.7 から放射されているガンマ線が PeV 宇宙線陽子起源である可能性を否定するものではない。
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