超強磁場での陽子サイクロトロン吸収線を手掛かりにマグネターの正体を暴く

• Project/Area Number: 20840046
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 中川 友進 理研, 研究員 (50513454)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥1,677,000 (Direct Cost: ¥1,290,000、Indirect Cost: ¥387,000); Fiscal Year 2009: ¥845,000 (Direct Cost: ¥650,000、Indirect Cost: ¥195,000); Fiscal Year 2008: ¥832,000 (Direct Cost: ¥640,000、Indirect Cost: ¥192,000)
• Keywords: マグネター / 中性子星 / 量子電磁力学 / 軟ガンマ線リピーク / 異常X線パルサー / パルサー / X線天文学 / 宇宙物理学

Research Abstract

観測事実から我々の宇宙にはB〜10^<15>Gもの超強磁場を持つ中性子星「マグネター」が要求されている。ところが候補天体の発見から30年を経過しても直接的な証拠が無い。本研究の目的は日本のX線天文衛星「すざく」を用いたX線・γ線の観測的研究により、陽子サイクロトロン共鳴散乱による吸収線を発見し、マグネターの存在を直接的に証明する事である。これは世界初の大発見になるだけでなく、B>4.4×10^<13>Gでのみ可能な物理学の研究が現実となる「宇宙の超強磁場実験場」の開拓になる。
2008年8月22日に新候補天体(SGR 0501+4516)が発見され、私は即座に「すざく」衛星を用いた緊急観測を行った。観測中にバーストを検出し、スペクトルの約28keVに吸収線構造を見出した。起源が陽子のサイクロトロン共鳴散乱の基本波ならB〜4.5×10^<15>Gとなる。成果は即座に論文誌に掲載した。さらに2009年1月22日に候補天体であるAXP 1E 1547.0-5408が活発なバースト活動を示した(一日で約260個のバースト)。「すざく」衛星による緊急観測を行い、解析は現在進行中である。
さらなる研究を平成21年度に行うために二つの事前提案を行った。一つは活発なバースト活動期に行う観測であり、もう一つは静穏状態の系統的な観測である。これらの事前提案は現在審査中である。

Research Products

• [Journal Article] Suzaku Observations of SGR 1900+14 and SGR 1806-20 (2009)
  • Author(s): Yujin E. Nakagawa
  • Journal Title: Publications of Astronomical Society of Japan 61
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Design and In-Orbit Performance of the Suzaku Wide-Band All-Sky Monitor (2009)
  • Author(s): Kazutaka Yamaoka
  • Journal Title: Publications of Astronomical Society of Japan 61
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Time-evolution of Peak Energy and Luminosity Relation within Pulses for GRB 061007 : Probing Fireball Dynamics (2009)
  • Author(s): Masanori Ohno
  • Journal Title: Publications of Astronomical Society of Japan 61(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Uniting the Quiescent Emission and Burst Spectra of Magnetar Candidates (2009)
  • Author(s): Yujin E. Nakagawa
  • Journal Title: Publications of Astronomical Society of Japan 61 Pages: 109-122
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Suzaku-WAM, Konus-Wind and Swift-BAT observations of the prompt emission of the high redshift GRB 050904 (2009)
  • Author(s): Satoshi Sugita
  • Journal Title: Publications of Astronomical Society of Japan 61(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Suzaku Observation of the New Soft Gamma Repeater SGR 0501+4516 in Outburst (2009)
  • Author(s): Teruaki Enoto
  • Journal Title: The Astrophysical Journal 693
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Swift Discovery of X-Ray Afterglows Accompanying Short Bursts from SGR 1900+14 (2008)
  • Author(s): Yujin E. Nakagawa
  • Journal Title: The Astrophysical Journal 681
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Multiple-Component Analysis of the Time-Resolved Spectra of GRB041006 : A Clue to the Nature of the Underlying Soft Component of GRBs (2008)
  • Author(s): Yuji Shirasaki
  • Journal Title: Publications of Astronomical Society of Japan 60 Pages: 919-931
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Observations of the Prompt Gamma-Ray Emission of GRB 070125 (2008)
  • Author(s): Eric C. Bellm
  • Journal Title: The Astrophysical Journal 688 Pages: 491-498
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intrinsic properties of a complete sample of HETE-2 gamma-ray bursts. A measure of the GRB rate in the Local Universe (2008)
  • Author(s): Alexander Pelangeon
  • Journal Title: Astronomy and Astrophysics 491 Pages: 157-171
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Suzaku Observation of the Anomalous X-Ray Pulsar CXOU J164710.2-455216 (2008)
  • Author(s): Sachindra Naik
  • Journal Title: Publications of Astronomical Society of Japan 60 Pages: 237-244
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Uniting Quiescent and Burst Emission Mechanisms of Magnetar Candidates (2009)
  • Author(s): Yujin E. Nakagawa
  • Organizer: Frontiers of Space Astrophysics : Neutron Stars & Gamma Ray Bursts
  • Place of Presentation: Cairo/Alexandria, Egypt
  • Year and Date: 2009-03-30
• [Presentation] 「すざく」による軟ガンマ線リピーターSGR 0501+4516のToO観測(2) (2009)
  • Author(s): 中川友進
  • Organizer: 日本天文学会2009年春季年会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学、大阪
  • Year and Date: 2009-03-27
• [Presentation] MAXIで切り拓くマグネター研究〜全天マップ・活動モニタリング〜 (2009)
  • Author(s): 中川友進
  • Organizer: 日本天文学会2009年春季年会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学、大阪
  • Year and Date: 2009-03-25
• [Presentation] マグネターのバースト/定常放射のX線・γ線観測による系統的研究 (2009)
  • Author(s): 中川友進
  • Organizer: 第9回高宇連研究会「宇宙ジェットの多様性と普遍性」
  • Place of Presentation: 愛媛大学、愛媛
  • Year and Date: 2009-03-18
• [Presentation] Studies on Quiescent and Burst Emission Spectra of Magnetar Candidates (2009)
  • Author(s): Yujin E. Nakagawa
  • Organizer: Thirty Years of Magnetars : New Frontiers
  • Place of Presentation: Aspen, USA
  • Year and Date: 2009-02-02
• [Presentation] すざく衛星を中心としたマグネター研究の最新成果(2) (2009)
  • Author(s): 中川友進
  • Organizer: 第9回宇宙科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 宇宙科学研究本部、神奈川
  • Year and Date: 2009-01-06
• [Presentation] X-ray Afterglows Accompanying SGR Short Bursts Discovered by Swift (2008)
  • Author(s): Yujin E. Nakagawa
  • Organizer: Huntsville Gamma-Ray Burst Symposium 2008
  • Place of Presentation: Huntsville, USA
  • Year and Date: 2008-10-22
• [Presentation] Studies on Time Resolved Spectral Properties using HETE-2 GRBs (2008)
  • Author(s): Yujin E. Nakagawa
  • Organizer: Huntsville Gamma-Ray Burst Symposium 2008
  • Place of Presentation: Huntsville, USA
  • Year and Date: 2008-10-20
• [Presentation] 「すざく」衛星による軟ガンマ線リピータSGR 1900・14/1806・20の観測 (2008)
  • Author(s): 中川友進
  • Organizer: 日本天文学会2008年秋季年会
  • Place of Presentation: 岡山理科大学、岡山
  • Year and Date: 2008-09-12
• [Presentation] HETE-2 Highlights (2008)
  • Author(s): Yujin E. Nakagawa
  • Organizer: Vulcano Workshop 2008
  • Place of Presentation: Vulcano, Italy
  • Year and Date: 2008-05-26