2020 Fiscal Year Research-status Report
マグネターの観測に立脚した超強磁場におけるX線放射機構の研究
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19K03905
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
中川 友進 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 研究プラットフォーム運用開発部門, 特任研究員 (50513454)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 超強磁場中性子星 / 宇宙物理学 / X線天文学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マグネターは量子臨界磁場を超える~10**15 Gの超強磁場を持つ中性子星である。磁気エネルギーの解放によりX線で輝くと考えられており、定常的にX線を放射し、ときおり間欠泉のように強烈にX線を放射するバーストを起こす。本研究の目的は、日本が誇るHETE-2衛星や「すざく」衛星などのX線観測に立脚し、真にマグネターが強磁場を持ち、磁気エネルギーの解放によりX線で輝くというモデルの確立である。
私は、これまでの研究成果により、太陽フレアとの類推から「定常放射はマイクロバーストの重ね合わせ」とする「マイクロバーストモデル」を提唱している。目的達成のため、マイクロバーストモデルが観測事実を矛盾無く説明できることを証明することで、マイクロバーストモデルの証明を行う。2020年度の成果を以下にまとめる。
マイクロバーストモデルから、①バーストもマイクロバーストの重ね合わせ、②マイクロバーストの放射の継続時間は数ミリ秒、③マイクロバーストの本体であるファイアーボールの速度vは光速cに近い、と予想している。これらの予想の検証のため、HETE-2衛星が観測したマグネターであるSGR 1806-20の50個のバーストの光度曲線のPower Density Spectrum（PDS）を調べた。予想①②は2019年度に検証したが、精度を向上させて再検証した。その結果、95%の有意水準でバーストは≧6.1 msの継続時間を持つ同一の確率過程の現象（マイクロバースト）の重ね合わせであることを見出した。さらに、予想③については、ファイアーボールの速度はv~0.5cであり、ローレンツ因子がγ~1.1であることを見出した。そのため、マイクロバーストモデルにより観測事実を矛盾無く説明可能という結果が得られつつある。
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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
2020年度に計画していた「マイクロバーストの放射の継続時間は数ミリ秒という予想の検証」および「マイクロバーストの本体であるファイアーボールの速度は光速に近いという予想の検証」を実施し、期待した成果を得られた。そのため、進捗状況を総合的に考えて、達成度は「おおむね順調に進展している。」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度に計画している「硬X線成分は熱的軟X線成分と比べて50ミリ秒ほど遅れるという予想の検証」を実施する。2020年度までの研究成果を査読付き学術論文として投稿する。また、2021年度の研究成果を査読付き学術論文として投稿する。
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| Causes of Carryover |
(理由)
コロナウイルスの影響により、現地での参加を予定していた国内学会（2件）がオンライン開催となり、また国際会議へ参加することが出来なかったため、未使用の旅費が生じたことにより、次年度使用額が生じた。
(使用計画)
2021年度も国内学会・国際会議がオンライン開催となる可能性があるため、研究の進捗のさらなる向上のために物品費（人工衛星の観測データの解析に使用するパソコン・ストレージ・周辺機器など）として使用する。現地開催となる場合は、2021年度の旅費と合わせて、研究成果の発表のための出張の旅費に使用する。
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