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2014 Fiscal Year Research-status Report

天体放射の時間変動から探る高エネルギー宇宙線

Research Project

Project/Area Number 25400227
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

浅野 勝晃  東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (80399279)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsガンマ線バースト / 活動銀河核ジェット / ガンマ線 / 粒子加速 / 突発天体
Outline of Annual Research Achievements

大学院生二人と協力して、我々が開発した時間発展シミュレーションの改良し、様々な天体に適用する試みを進めた。一つ目の適用天体はフェルミバブルと呼ばれる銀河中心の巨大なガンマ線の構造である。バブルの縁のショック面からプラズマが下流に流されるにつれ、電子が乱流で加速される様子をシミュレーションし、そこからの放射を計算した。先行研究の不自然な仮定を克服し、観測をうまく説明できる電子加速モデルを構築することに成功した。ガンマ線だけではなく、電波の巨大構造(WMAP Haze)も説明するためには、効率的な加速領域からの電子の逃走が要求されることもわかった。
二つ目の課題として、将来の重力波観測に備え、連星中性子星合体時に高速でまき散らされる放出物からの放射を計算した。時間発展シミュレーションを行うことで、従来よりも正確に電波・可視光・X線に渡る光度曲線を計算することに成功した。重力波検出時にこの電磁波対応天体をフォローアップすることで、重力波が実際に連星中性子星合体時に放出されていることが証明できる。
去年度に大きな成功を収めた、活動銀河核ジェット(AGN)における乱流加速モデルも、今年に入り進展を見せた。昨年度はフルに時間発展の効果を考慮してAGNからの放射を計算したが、今回はあえてジェットの放射領域が定常状態に達していると仮定して計算を進めた。その結果、前回とは大き異なる物理パラメータが要求され、乱流加速モデルには大きなバリエーションがあり得ることが証明された。
なお、ガンマ線バーストからのニュートリノ放射に関する研究をまとめた、レビュー論文も執筆している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

今年度も研究計画に則って、順調に計画は進んだ。複数のプロジェクトが並行して進んでおり、今後も大きな成果を期待できる。

Strategy for Future Research Activity

今年度の研究成果の一部はまだ論文化に至っていない。ほぼ投稿寸前なので、なるべく早い時期に論文として投稿したい。最近、活動銀河核から速くて、大変ハードなスペクトルを持つ、ガンマ線フレアが観測された。このスペクトルと光度曲線を我々の乱流加速モデルを用いた時間発展シミュレーションで再現することを試みる予定である。このようにAGNにおける乱流加速は、観測的にも補強され始め、大変興味深いテーマとなっている。今後も複数のAGNにスペクトルなどのフィッティングを試み、我々のモデルの適用範囲を広げたいと考えている。

Causes of Carryover

わずかな差額が残ったが、ほぼ予定通り執行できた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

わずかなので、次年度の予定額の誤差程度と考えている。

  • Research Products

    (20 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Synchrotron Self-Compton Emission by Relativistic Electrons under Stochastic Acceleration: Application to Mrk 421 and Mrk 5012015

    • Author(s)
      Jun Kakuwa, Kenji Toma, Katsuaki Asano, Masaaki Kusunose, and Fumio Takahara
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 449 Pages: 551-558

    • DOI

      10.1093/mnras/stv281

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Gamma-Ray Bursts as Multi-Energy Neutrino Sources2015

    • Author(s)
      Katsuaki Asano and Kohta Murase
    • Journal Title

      Advances in Astronomy

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Neutrino and Cosmic-Ray Release from Gamma-Ray Bursts: Time-Dependent Simulations2014

    • Author(s)
      Katsuaki Asano and Peter Meszaros
    • Journal Title

      Astrophysical Journal

      Volume: 785 Pages: 54

    • DOI

      10.1088/0004-637X/785/1/54

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] コンパクト連星合体の残光放射の時間発展シミュレーション2015

    • Author(s)
      杜驍, 浅野勝晃, 寺澤敏夫
    • Organizer
      日本物理学会2015年春季大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2015-03-18 – 2015-03-20
  • [Presentation] フェルミバブルにおける乱流加速と放射2015

    • Author(s)
      佐々木健斗, 浅野勝晃, 寺澤敏夫
    • Organizer
      日本物理学会2015年春季大会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2015-03-18 – 2015-03-20
  • [Presentation] Neutron Star Merger ejectaからの放射2014

    • Author(s)
      杜驍, 浅野勝晃, 寺澤敏夫
    • Organizer
      高エネルギー宇宙物理学研究会2014
    • Place of Presentation
      九州大学西新プラザ(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2014-11-23 – 2014-11-25
  • [Presentation] 時間発展を組み込んだ粒子加速によるFermi Bubbleからの放射2014

    • Author(s)
      佐々木健斗, 浅野勝晃, 寺澤敏夫
    • Organizer
      高エネルギー宇宙物理学研究会2014
    • Place of Presentation
      九州大学西新プラザ(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2014-11-23 – 2014-11-25
  • [Presentation] ガンマ線バーストでの乱流加速2014

    • Author(s)
      浅野勝晃、寺澤敏夫
    • Organizer
      高エネルギー宇宙物理学研究会2014
    • Place of Presentation
      九州大学西新プラザ(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2014-11-23 – 2014-11-25
  • [Presentation] GeV Photon Emission from Blazars with the Stochastic Electron Acceleration2014

    • Author(s)
      Katsuaki Asano, Fumio Takahara, Masaaki Kusunose, Kenji Toma, Jun Kakuwa
    • Organizer
      Fifth International Fermi Symposium
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2014-10-20 – 2014-10-24
  • [Presentation] Time and Space dependent stochastic acceleration model for Fermi Bubbles2014

    • Author(s)
      K. Sasaki, K. Asano, T. Terasawa
    • Organizer
      Fifth International Fermi Symposium
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2014-10-20 – 2014-10-24
  • [Presentation] Fermi Bubbleにおける粒子加速の時間発展と放射の空間依存性2014

    • Author(s)
      佐々木健斗, 浅野勝晃, 寺澤敏夫
    • Organizer
      特別推進研究研究会・宇宙線研究所共同利用研究会「高エネルギーガンマ線でみる極限宇宙2014」
    • Place of Presentation
      東京大学宇宙線研究所(千葉県柏市)
    • Year and Date
      2014-10-02 – 2014-10-03
  • [Presentation] 乱流加速モデルに基づくガンマ線バースト放射2014

    • Author(s)
      浅野勝晃、寺澤敏夫
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      佐賀大学(佐賀県佐賀市)
    • Year and Date
      2014-09-18 – 2014-09-21
  • [Presentation] 乱流電子加速に基づくガンマ線バーストスペクトルの再現2014

    • Author(s)
      浅野勝晃、寺澤敏夫
    • Organizer
      日本天文学会2014年秋季年会
    • Place of Presentation
      山形大学(山形県山形市)
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [Presentation] 時間発展を組み込んだ乱流加速によるフェルミバブルからの放射2014

    • Author(s)
      佐々木健斗, 浅野勝晃, 寺澤敏夫
    • Organizer
      日本天文学会2014年秋季年会
    • Place of Presentation
      山形大学(山形県山形市)
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [Presentation] 中性子星連星合体の残光放射と加速電子の時間発展シミュレーション2014

    • Author(s)
      杜驍, 浅野勝晃, 寺澤敏夫
    • Organizer
      日本天文学会2014年秋季年会
    • Place of Presentation
      山形大学(山形県山形市)
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [Presentation] UHECRs, Neutrinos, and GRBs2014

    • Author(s)
      Katsuaki Asano
    • Organizer
      超新星・ガンマ線バースト研究会 2014
    • Place of Presentation
      理化学研究所(埼玉県和光市)
    • Year and Date
      2014-08-25 – 2014-08-27
    • Invited
  • [Presentation] Second-Order Fermi Acceleration and Emission in Blazar Jets2014

    • Author(s)
      Katsuaki Asano, Fumio Takahara, Masaaki Kusunose, Kenji Toma, Jun Kakuwa
    • Organizer
      The 40th COSPAR Scientific Assembly
    • Place of Presentation
      モスクワ大学、モスクワ(ロシア)
    • Year and Date
      2014-08-02 – 2014-08-10
  • [Presentation] 宇宙における粒子加速素過程について2014

    • Author(s)
      寺澤敏夫、浅野勝晃
    • Organizer
      CRC タウンミーティング2014 (第1回)
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2014-07-12 – 2014-07-13
    • Invited
  • [Remarks] Publications

    • URL

      http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/~asanok/publication.html

  • [Remarks] 研究紹介

    • URL

      http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/hea/research.html

URL: 

Published: 2016-05-27  

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