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確率微分方程式を用いた宇宙線の太陽変調および銀河変調の研究

研究課題

研究課題/領域番号 06J05903
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関茨城大学

研究代表者

三宅 晶子  茨城大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2006 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2008年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2007年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード宇宙線 / 太陽圏 / 銀河風 / 惑星間空間磁場 / 太陽風 / スターバースト銀河 / 電波ハロー
研究概要

(1)太陽変調の研究:太陽変調現象は、銀河宇宙線そのものや太陽圏環境に関する情報を与えてくれる一方で、宇宙線エネルギースペクトルに隠れた貴重な物理情報の抽出を困難にする。特に最近ではPAMELAが超対称性粒子を起源とする一次起源陽電子の存在を示唆する電子・陽電子強度観測結果を検出したが、太陽変調による効果がどの程度寄与しているのかが問題になっている。そこでFisk-type惑星間空間磁場を考慮した太陽変調現象の数値実験を電子・陽電子のエネルギースペクトル導出に適用し、エネルギー数GeV以下のエネルギースペクトルが観測結果に一致することを確認した。一方でPAMELAの電子・陽電子強度観測で検出されている高エネルギー領域における陽電子強度の超過は太陽変調現象で説明することができず、超対称性粒子を起源とする一次起源陽電子の存在が示唆される結果となった。
(2)銀河変調の研究:銀河宇宙線のpath lengthは、銀河系内における宇宙線伝播過程を探究する上で重要な手がかりとなる。そこで銀河系内における宇宙線伝播計算にSDEを用いた数値解法を適用することで、銀河宇宙線の年齢分布や宇宙線源の空間分布、path lengthの分布を推定した。その結果得られた宇宙線年齢分布の平均値は観測に近い値となり、また年齢分布や宇宙線源の空間分布、path lengthの分布、および宇宙線の拡散領域は拡散係数の大きさに依存することを確認した。また本数値計算で得た年齢分布から見積もったpath lengthの分布は、対数正規分布型で近似できることを確認した。他方、一昨年度から研究を進めているスターバースト銀河NGC253の電波ハローに関する研究も進展させ、観測された電波ハロー構造の詳細を再現しうる自己無撞着な銀河風と磁場構造のモデルの構築に成功した。

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Numerical studies on the structure of the cosmic ray electron halo in starburst galaxies2007

    • 著者名/発表者名
      Shoko Miyake
    • 雑誌名

      Astrophysics and Space Science 309

      ページ: 151-155

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical studies on the structure of the cosmic ray electron halo in starburst galaxies2007

    • 著者名/発表者名
      S.Miyake, S.Yanagita, T.Yoshida
    • 雑誌名

      Astrophysics and Space Science (掲載決定済みで印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] The effect of a modified Parker field on the modulation of the galactic cosmic rays

    • 著者名/発表者名
      Shoko Miyake
    • 雑誌名

      Proceeding of the 30th ICRC (in press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 太陽活動極小期における宇宙線反陽子エネルギースペクトル2008

    • 著者名/発表者名
      三宅晶子
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2008-09-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 確率微分方程式を用いた銀河宇宙線年齢分布の推定2008

    • 著者名/発表者名
      三宅晶子
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2008-09-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Progress in solar modulation model2008

    • 著者名/発表者名
      三宅晶子
    • 学会等名
      Mini workshop on cosmic-ray antiparticle observation in space
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究所
    • 年月日
      2008-09-01
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 太陽活動極小期における銀河宇宙線の太陽変調2007

    • 著者名/発表者名
      三宅 晶子
    • 学会等名
      日本物理学会2007年秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 銀河宇宙線の太陽変調現象:宇宙線反陽子の起源にせまる鍵2007

    • 著者名/発表者名
      三宅 晶子
    • 学会等名
      天文・天体物理若手夏の学校2007
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] スターバースト銀河NGC253の電波・γ線ハロー構造2007

    • 著者名/発表者名
      三宅 晶子
    • 学会等名
      第20回理論天文学宇宙物理学懇親会シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://info.ibaraki.ac.jp/scripts/websearch/index.htm

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2024-03-26  

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