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2011 Fiscal Year Annual Research Report

中性子星磁気圏における粒子加速理論の新展開

Research Project

Project/Area Number 22540244
Research InstitutionYamagata University

Principal Investigator

柴田 晋平  山形大学, 理学部, 教授 (90187401)

Keywords宇宙物理学 / 高エネルギー天文学 / プラズマ物理学 / パルサー
Research Abstract

ガンマ線宇宙望遠鏡フェルミの成功によって、新しい観測事実の集積が急速に起こり、関連した多波長観測を加えて、新しい時代が始まろうとしている。そんな中で、本研究では、フェルミ時代の中性子星磁気圏理論の構築を目指す。
今年度は回転駆動型パルサーの加速現場の3次元構造を観測と理論を精密にすり合わせ実証しながら解明することをめざして、第一原理からのシミュレーションによってパルサー粒子加速領域の位置の特定を目指した。結果として、スロットギャップの位置が従来とは違っていること、新しいDead Zoneを発見した。
さらに、謎の天体とされるマグネターとパルサーの中間天体が見つかって来たことを踏まえ、マグネターにおける粒子加速の解明もターゲットとし、中性子星および関連天体磁気圏理論全体へ成果の波及を図る。
今年度は、マグネターからの放射は強い伝播効果を受けており、そのなかでも光子分裂が重要になるモデルを提唱した。また、回転駆動型パルサーでありながらマグネター様の活動を示す天体の探査を行った。特にすざく衛星によるPSR JO726-2612の観測を実施し、これもまた伝播パルサーでありながらマグネター活動をする天体であることを突き止めた。これは、今後マグネターの起源を探るうえで重要な発見となるだろう。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

予定されていたパルサーの粒子シミュレーションが実施され、新しい知見を得(粒子加速の新しい場所を発見)、博士の学位論文を出せた。
あたらしい、パルサーでありながらマグネターの活動を示す天体を発見した。

Strategy for Future Research Activity

ガンマ線パルスの波形から構造を導くアルゴリズムは難しく完成を見ていない。この一年の数値実験で解決の予定である。

  • Research Products

    (4 results)

All 2012 2011

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] A Particle Simulation for Axisymmetric Pulsar Magnetosphere : II the case of diple field2011

    • Author(s)
      Wada, T., Shibata, S.
    • Journal Title

      Mon.Not.R.astr.Soc.

      Volume: 418 Pages: 612-624

    • DOI

      10.111/3.1365-2966.2011.19510.x

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] パルサー磁気圏研究最前線2012

    • Author(s)
      柴田晋平
    • Organizer
      日本天文学会
    • Place of Presentation
      龍谷大学(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-20
  • [Presentation] パルサーとマグネターの境目とX線スペクトルの形成2011

    • Author(s)
      柴田晋平
    • Organizer
      高エネルギー宇宙物理研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2011-12-16
  • [Presentation] マグネターの放射モデル:すざくの観測と光子分裂2011

    • Author(s)
      柴田晋平
    • Organizer
      日本天文学会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2011-09-19

URL: 

Published: 2013-06-26  

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