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中性子星種族の多様性とそれを作り出す中性子星磁気圏の多様性・変動性の起源の解明

Research Project

Project/Area Number 18H01246
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 16010:Astronomy-related
Research InstitutionYamagata University

Principal Investigator

柴田 晋平  山形大学, 理学部, 客員教授 (90187401)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 木坂 将大  広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 助教 (10639107)
榎戸 輝揚  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 理研白眉研究チームリーダー (20748123)
寺澤 敏夫  東京大学, 宇宙線研究所, 名誉教授 (30134662)
三澤 浩昭  東北大学, 理学研究科, 准教授 (90219618)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2018: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Keywords中性子星 / パルサー / X線天文学 / 電波天文学 / 磁気圏 / 粒子加速 / パルサー磁気圏
Outline of Annual Research Achievements

(1)NICERのスペクトル解析はキャリブレーションが確立していないので休止し、代わって、NICERデータの時間解析を優先し実施した。その結果、カニパルサー(カニ星雲を含む)のX線放射に時間変動が無いこと(Poisson性)を確認し、マグネター4U 0142+61 に対するNICERによる長時間の時間変動探査では時間変動(非ポアッソン性)が検出された。しかし、時間帯によっては定常放射と認められるばあもあり、今後の研究が必要である。回転駆動型パルサーB0656+14および強磁場パルサー N1509-58にも時間変動性が示唆された。多重極磁場の兆候が見出され本研究課題の目標が一部達成された。
Swiftによる観測およびアーカイブデータを利用して強磁場パルサーのX線光度の探査を行った結果10**13.5G以上で磁場の加熱が顕著になることを示した(論文出版済)。
(2)Polar Cap simulatorの作成を続けている。共鳴コンプトン散乱の効果を調査した。逆コンプトン散乱がガンマ線の供給源として支配的な状況の粒子シミュレーションを行い、どれだけの粒子が加速、生成されるかを系統的に調査した。曲率放射ほど効率的には粒子が生成しないものの、準周期的な電場の振動などの挙動が共通することがわかった。
(3)カニパルサーのGaint Radio Pulse に付随したX線放射の増光(約3.8%)をNICERを用いて世界で初めて明確に示した(近日論文投稿)。本研究課題の目標の一つが達成された。
(4)中性子星種族の全般的研究をすすめ総合報告(Rep. Prog. Phys 82)を出版した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

X線スペクトルによる中性子星種族の違いを明確にする研究は遅延。
ポーラーキャップのシミュレーションの開発もやや遅延が見られる。

Strategy for Future Research Activity

NICERの時間解析が進んだのでシミュレータを新たに開発し時間変動の判別性の検証にはいった。
ポーラーキャップのシミュレーションの開発を引き続き推進する。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(33 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 2 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 10 results) Book (1 results)

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      Morello V、Keane E F、Enoto T、Guillot S、Ho W C G、Jameson A、Kramer M、Stappers B W、Bailes M、Barr E D、Bhandari S、Caleb M、Flynn C M L、Jankowski F、Johnston S、van?Straten W、Arzoumanian Z、Bogdanov S、Gendreau K C、Malacaria C、Ray P S、Remillard R A
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 493 Pages: 1165-1177

    • DOI

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      Yamasaki S., Kisaka S., Terasawa T., Enoto T.
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      MNRAS

      Volume: 483 Pages: 4175-4186

    • DOI

      10.1093/mnras/sty3388

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    • Author(s)
      Malacaria Christian、Bogdanov Slavko、Ho Wynn C. G.、Enoto Teruaki、Ray Paul S.、Arzoumanian Zaven、Cazeau Thoniel、Gendreau Keith C.、Guillot Sebastien、G?ver Tolga、Jaisawal Gaurava K.、Wolff Michael T.、on behalf of the NICER Magnetar & Magnetospheres Team
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 880 Pages: 74-74

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab2875

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      Tamba Tsubasa、Bamba Aya、Odaka Hirokazu、Enoto Teruaki
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 71 Pages: 90-102

    • DOI

      10.1093/pasj/psz073

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      Guver Tolga、Gogus Ersin、Vurgun Eda、Enoto Teruaki、Gendreau Keith C.、Sakamoto Takanori、Gotthelf Eric V.、Arzoumanian Zaven、Guillot Sebastien、Jaisawal Gaurava K.、Malacaria Christian、Majid Walid A.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 877

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab212d

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      Enoto Teruaki、Kisaka Shota、Shibata Shinpei
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      Reports on Progress in Physics

      Volume: 82 Pages: 106901-106901

    • DOI

      10.1088/1361-6633/ab3def

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      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 492 Pages: 1484-1491

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      10.1093/mnras/stz3571

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      Kimura Shigeo S.、Murase Kohta、Ioka Kunihito、Kisaka Shota、Fang Ke、Meszaros Peter
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 887

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      10.3847/2041-8213/ab59e1

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    • Author(s)
      Nakagawa Yujin、Ebisawa Ken、Enoto Teruaki
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      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 70 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1093/pasj/psy013

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      Kisaka Shota、Ioka Kunihito、Kashiyama Kazumi、Nakamura Takashi
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      The Astrophysical Journal

      Volume: 867 Pages: 39-39

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aae30a

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  • [Book] 宇宙物理学ハンドブック2020

    • Author(s)
      高原文郎、家正則、小玉英雄、高橋忠幸(編) 柴田晋平、榎戸輝揚(分担執筆)
    • Total Pages
      912
    • Publisher
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254131277
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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-12-27  

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