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2019 Fiscal Year Research-status Report

高速電波バーストとガンマ線バーストで探る宇宙進化

Research Project

Project/Area Number 18K03692
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

戸谷 友則  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90321588)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords高速電波バースト / 連星中性子星合体
Outline of Annual Research Achievements

高速電波バーストに関しては、銀河系のハローに存在する自由電子による分散指標の見積が、様々な解析において重要となるが、これまでのモデルには不十分な点が多かった。そこで、最新のX線拡散放射のデータに基づき、ハローの異方性を初めて考慮したモデルを構築した。今後、FRBの研究やデータ解析において、幅広く用いられることが期待される。また、FRBの起源として注目される連星中性子星合体に関して、その放出物による残光放射の新しいモデルを構築した。それまでの研究では、衝撃波で加熱された全ての電子が非熱的に加熱されるという、物理的にはありえない想定になっていた。我々は、この点を修正し、電子の加速効率を新しい自由度として追加した、より現実的なモデルを構築し、GW170817 の観測データに適用した。すると、これまで知られていた最適解とは異なり、初期の電波領域をシンクロトロンのピーク振動すが通過することで、光度曲線に振動数依存性が見られるような解が得られた。今後、観測データが増えれば、我々のモデルの妥当性が検証できる。さらに、連星中性子星合体が高速電波バーストである可能性を検証するため、連星合体からの電波残光が、高速電波バーストの発生地点で検出できるかどうか、詳細な見積と将来観測への予言を行っている。このアプローチによって、高速電波バーストと連星中性子星合体の関係が明らかになる可能性がある。近年の観測で、高速電波バーストは古い星種族の銀河でも起きることが分かってきていて、これは連星中性子星合体が有力な候補であることを示している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

高速電波バーストを中心に、順調に成果を出せていると考えている。特に、銀河系ハローの電子の分散指標モデルは、今後、世界標準となってくれれば、大きな反響が期待できる。連星中性子星合体からの残光の新モデルも、これまでとは本質的に異なり、より物理的な自然なモデルを提示できたことは大きい。

Strategy for Future Research Activity

現在、高速電波バーストが連星中性子星合体であるというシナリオの検証のための研究を進めている。特に、電波残光のモデルを構築したので、FRB 発生後、数年という時間スケールで、電波残光を探索することで、このシナリオを検証できる。このような研究を現在進めている。

Causes of Carryover

3月に参加を予定していた、タイにおける国際会議がコロナ禍のため延期となったため。10月に開催予定であったため、その旅費として使用するつもりで次年度に繰り越した。ただ、その後、コロナ禍の深刻化により、会議そのものが中止となってしまった。コロナ禍の改善状況を見極めつつ、国際会議旅費に充てていきたい。

  • Research Products

    (5 results)

All 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] The Galactic Halo Contribution to the Dispersion Measure of Extragalactic Fast Radio Bursts2020

    • Author(s)
      Yamasaki Shotaro、Totani Tomonori
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 888 Pages: 105~105

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab58c4

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Emergence of life in an inflationary universe2020

    • Author(s)
      Totani Tomonori
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Pages: 1671-1677

    • DOI

      10.1038/s41598-020-58060-0

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Non-thermal afterglow of the binary neutron star merger GW170817: a more natural modelling of electron energy distribution leads to a qualitatively different new solution2019

    • Author(s)
      Lin Haoxiang、Totani Tomonori、Kiuchi Kenta
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 485 Pages: 2155~2166

    • DOI

      10.1093/mnras/stz453

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fast Radio Bursts, Neutron Star Mergers, Supernovae, ... and the Cosmological Constant2019

    • Author(s)
      Tomonori Totani
    • Organizer
      the cosmos at high energies: exploring extreme physics through novel instrumentation
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] GRBs as a reionization probe / Fast radio bursts from neutron star merger2019

    • Author(s)
      Tomonori Totani
    • Organizer
      Gamma-ray Bursts in the Gravitational Wave Era 2019
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2021-01-27  

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