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2015 Fiscal Year Annual Research 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粒子加速 / 乱流 / 活動銀河核ジェット / ガンマ線バースト
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は時間発展シミュレーションを用いて、天体での粒子加速、放射過程を明らかにすることを目的としている。最終年度で発表された論文において得られた結果は、以下の通りである。
活動銀河核(AGN)ジェット由来の非熱的放射は、単純なベキ乗ではなく、曲がったスペクトルを見せ、我々が前年度に明らかにしたように、乱流二次加速モデルによってそのスペクトルを良く再現できる。最終年度には定常を仮定した乱流加速モデルを議論したが、その結果、かなり無理なパラメータを選択せざるを得なかった。従って前年度の結果である、乱流加速には時間発展が本質的であるという結論を強く支持するものとなった。我々は最近起こった強烈なAGNからのフレア現象を我々の時間発展・乱流加速モデルで再現することを試み、見事その極端に硬いスペクトルと短い時間変動を再現することに成功した。これは我々の加速・放射モデルを支持する2例目の印象的な結果となった。さらにこの乱流二次加速をガンマ線バーストにも適用し、そのHardなスペクトルを再現するようなモデルを提案した。これはシンクトロトン放射モデルにおいて、唯一スペクトルを無矛盾に説明できるモデルである。大学院生と協力して、乱流加速モデルをフェルミバブルと呼ばれる、銀河中心のガンマ線を放つ巨大な構造に適用した。過去の銀河中心の活動により、バブル状に乱流領域が広がっていき、そこでの乱流加速を考えることで、フェルミバブルのガンマ線スペクトルと表面輝度を再現することに成功した。ここでも先行研究とは異なり、時間発展の効果が本質的であることが明らかとなった。
研究機関全体を通じ、このプロジェクトは大きな成功を収めた。特にAGNからの放射は、従前の衝撃波加速ではなく、乱流による遅い加速が本質的で、その現象全体を理解するためには、時間発展の効果が欠かせないことを明らかにしたことが、最も重要な成果である。

  • Research Products

    (16 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ペンシルバニア州立大学/Institute for Advanced Study(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      ペンシルバニア州立大学/Institute for Advanced Study
  • [Journal Article] Electromagnetic Afterglows Associated with Gamma-Ray Emission Coincident with Binary Black Hole Merger Event GW1509142016

    • Author(s)
      Ryo Yamazaki, Katsuaki Asano, and Yutaka Ohira
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2016 Pages: -

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw042

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [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] Avalanche Photon Cooling by Induced Compton Scattering: Higher-Order Kompaneets Equation2015

    • Author(s)
      Shuta J. Tanaka, Katsuaki Asano, and Toshio Terasawa
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2015 Pages: 073E01(14pp)

    • DOI

      10.1093/ptep/ptv086

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Most Intensive Gamma-Ray Flare of Quasar 3C 279 with the Second-Order Fermi Acceleration2015

    • Author(s)
      Katsuaki Asano and Masaaki Hayashida
    • Journal Title

      Astrophysical Journal

      Volume: 808 Pages: L18(5pp)

    • DOI

      10.1088/2041-8205/808/1/L18

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Gamma-Ray Bursts as Multienergy Neutrino Sources2015

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

      Advances in Astronomy

      Volume: 2015 Pages: 568516(10pp)

    • DOI

      10.1155/2015/568516

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Stochastic Acceleration Model of Gamma-Ray Burst with Decaying Turbulence2015

    • Author(s)
      Katsuaki Asano, and Toshio Terasawa
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 454 Pages: 2242-2248

    • DOI

      10.1093/mnras/stv2152

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Time-Dependent Stochastic Acceleration Model for the Fermi Bubbles2015

    • Author(s)
      Kento Sasaki, Katsuaki Asano, and Toshio Terasawa
    • Journal Title

      Astrophysical Journal

      Volume: 814 Pages: 93(9pp)

    • DOI

      10.1088/0004-637X/814/2/93

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ガンマ線バーストジェット内での最高エネルギー宇宙線の加速2016

    • Author(s)
      浅野勝晃、Peter Meszaros
    • Organizer
      日本天文学会2016年春季年会
    • Place of Presentation
      首都大学東京
    • Year and Date
      2016-03-14 – 2016-03-17
  • [Presentation] ブレーザー放射モデル2016

    • Author(s)
      浅野勝晃
    • Organizer
      相対論的ジェットの根元と粒子加速
    • Place of Presentation
      東京大学柏キャンパス
    • Year and Date
      2016-02-15 – 2016-02-16
  • [Presentation] Stochastic Particle Acceleration via Turbulence in Various High-Energy Astrophysical Phenomena2016

    • Author(s)
      浅野勝晃
    • Organizer
      高エネルギーガンマ線でみる極限宇宙2015
    • Place of Presentation
      東京大学柏キャンパス
    • Year and Date
      2016-01-13 – 2016-01-14
    • Invited
  • [Presentation] ブレーザーでの乱流加速起源放射2015

    • Author(s)
      浅野勝晃
    • Organizer
      高エネルギー宇宙物理学研究会2015
    • Place of Presentation
      沼津市 味わいの宿ときわや
    • Year and Date
      2015-11-25 – 2015-11-27
  • [Presentation] Radiation Processes in GRBs2015

    • Author(s)
      Katsuaki Asano
    • Organizer
      Jets and Winds in Pulsar Wind Nebulae, Gamma-ray Bursts and Blazars: Physics of Extreme Energy Release
    • Place of Presentation
      International Space Science Institute, Bern, Switzerland
    • Year and Date
      2015-11-16 – 2015-11-20
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Stochastic Particle Acceleration and Photon Emission in Blazars2015

    • Author(s)
      Katsuaki Asano, Masaaki Hayashida, Jun Kakuwa, Fumio Takahara, Masaaki Kusunose, Kenji Toma
    • Organizer
      TeV Particle Astrophysics 2015
    • Place of Presentation
      柏の葉カンファレンスセンター
    • Year and Date
      2015-10-26 – 2015-10-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 乱流二次加速によるFSRQ 3C 279のガンマ線フレアモデル2015

    • Author(s)
      浅野勝晃、林田将明
    • Organizer
      日本天文学会2015年秋季年会
    • Place of Presentation
      甲南大学
    • Year and Date
      2015-09-09 – 2015-09-11
  • [Remarks] Publications

    • URL

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

URL: 

Published: 2017-01-06   Modified: 2022-01-27  

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