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2020 Fiscal Year Annual Research Report

すばる超広領域探査で明かす宇宙再電離期の原始銀河団

Research Project

Project/Area Number 19J11429
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

樋口 諒  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2021-03-31
Keywords銀河団 / 宇宙線 / 銀河磁場 / スターバースト銀河 / 高エネルギー天体
Outline of Annual Research Achievements

原始銀河団は現在までに銀河団へ進化すると理論的に予想される銀河の高密度領域である。原始銀河団は宇宙の大規模構造の形成過程であり、これらと宇宙再電離の電離源の関係を理解するには、高エネルギー天体現象の分布と・こうした天体が放出する宇宙線の到来方向分布の関係を理解する必要がある。特に最もエネルギーが高い最高エネルギー宇宙線(UHECR)の到来方向分布の偏り(異方性)の成因の理解は、宇宙再電離及び銀河団の形成過程の理解に繋がる。
現在UHECRの観測は北半球のテレスコープアレイ(TA)実験・南半球のオージェ実験がリードしており、それぞれで到来方向の異方性が確認されている。これまでの異方性解析では地球近傍のスターバースト銀河(SBG)が10%程度異方性に寄与していると考えられてきたが、銀河磁場による宇宙線の偏向の影響や宇宙線の質量組成・観測装置の南北の視野の限定の効果は正しく考慮されていなかった。
報告者は銀河磁場における粒子の運動を組み込んだ解析を行うことで、従来の異方性解析ではSBGの異方性への寄与が系統的に低く推定される事・北半球と南半球に分かれた解析では求められる推定値が一致しない事を示した。さらにこうした銀河磁場による宇宙線の偏向に起因するバイアスを取り除いた上で最高エネルギー宇宙線の異方性起源天体を推定する異方性の解析手法を提案し・これらを実際のTA実験・オージェ実験の観測データに適用した議論を行った。
以上の成果はInternational Cosmic Ray Conferenceを含む国際研究会および日本物理学会を含む国内研究会で報告された。以上の成果は宇宙線観測実験の将来計画の議論も含めた学位論文としてまとめられた。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (12 results)

All 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] The Cosmic-Ray Composition between 2 PeV and 2 EeV Observed with the TALE Detector in Monocular Mode2021

    • Author(s)
      Abbasi R. U. et al.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 909 Pages: 178~178

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abdd30

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Search for Large-scale Anisotropy on Arrival Directions of Ultra-high-energy Cosmic Rays Observed with the Telescope Array Experiment2020

    • Author(s)
      Abbasi R. U. et al.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 898 Pages: L28~L28

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aba0bc

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Evidence for a Supergalactic Structure of Magnetic Deflection Multiplets of Ultra-high-energy Cosmic Rays2020

    • Author(s)
      Abbasi R. U. et al.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 899 Pages: 86~86

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aba26c

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Measurement of the proton-air cross section with Telescope Array’s Black Rock Mesa and Long Ridge fluorescence detectors, and surface array in hybrid mode2020

    • Author(s)
      Abbasi R. U. et al.
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 102 Pages: Issue 6

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.102.062004

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Subaru/HSC identifications of protocluster candidates at z~6-7: Implications for cosmic reionization2020

    • Author(s)
      Higuchi Ryo、Ouchi Masami、Ono Yoshiaki、Shibuya Takatoshi、Toshikawa Jun、Harikane Yuichi、Kojima Takashi、Chiang Yi-Kuan、Egami Eiichi、Kashikawa Nobunari、Overzier Roderik、Konno Akira、Inoue Akio K.、Hasegawa Kenji、Fujimoto Seiji、Goto Tomotsugu、Ishikawa Shogo、Ito Kei、Komiyama Yutaka、Tanaka Masayuki
    • Journal Title

      Proceedings of the International Astronomical Union

      Volume: 15 Pages: 231~234

    • DOI

      10.1017/S1743921319002795

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] TA実験362:銀河磁場の最高エネルギー宇宙線の異方性解析への影響2021

    • Author(s)
      樋口諒
    • Organizer
      日本物理学会第76回年次大会
  • [Presentation] 銀河磁場の最高エネルギー宇宙線の異方性解析への影響2021

    • Author(s)
      樋口諒
    • Organizer
      第四回 空気シャワー観測による宇宙線の起源探索勉強会
  • [Presentation] Effects of Galactic magnetic field on the UHECR anisotropy studies2021

    • Author(s)
      Ryo Higuchi. et al.
    • Organizer
      37th International Cosmic Ray Conference (ICRC 2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] TA実験373:銀河磁場を組み込んだ最高エネルギー宇宙線異方性解析手法の開発2021

    • Author(s)
      樋口諒
    • Organizer
      日本物理学会2021年秋季大会
  • [Presentation] TA実験344:銀河磁場の最高エネルギー宇宙線異方性への影響2020

    • Author(s)
      樋口諒
    • Organizer
      日本物理学会2020年秋季大会
  • [Presentation] 銀河磁場の最高エネルギー宇宙線異方性への影響2020

    • Author(s)
      樋口諒
    • Organizer
      第5回 宇宙素粒子若手の会 秋の研究会
  • [Presentation] Effects of Galactic magnetic field on the UHECR anisotropy studies2020

    • Author(s)
      Ryo Higuchi
    • Organizer
      Connecting high-energy astroparticle physics for origin of cosmic rays and future perspectives
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2022-12-28  

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