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ガンマ線を用いたパルサーの放射機構及び銀河中心ブラックホール近傍の空間構造の研究

研究課題

研究課題/領域番号 10J08103
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(理論)
研究機関広島大学

研究代表者

木坂 将大  広島大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードパルサー / ブラックホール / ガンマ線 / 宇宙線 / 磁気圏 / 粒子加速 / 銀河
研究概要

パルサーからの観測データを用いてパルサー周囲の電磁場構造と放射領域への制限を行うこと、また同時に銀河中心ブラックホールの周りのガスの空間構造に対して制限を行うことを目的として、以下のとおり実施した。(1)前年度の研究成果として、パルサー周囲の磁場構造は真空とした近似では妥当でなく、フォースフリー近似のもとでのシミュレーション結果とよく一致することを発見した。この応用として、パルサーから観測されるパルス放射はこの構造に大きく依存することから、パルスが観測可能なパルサーの幾何学パラメーターの範囲への修正を行った。その結果、これまでのおよそ2倍のパルサーが見つかることがわかり、このことはパルサーへの統計的性質の制限に対して重要である。また、光度曲線の振る舞いがこれまでのモデルで説明できないパルサーがみつかった。そこでこのパルサーの電磁場構造に対して地球に降り注ぐ電子・陽電子宇宙線の将来観測から制限できる可能性を指摘した。この他、パルサーより強い磁場を持つと考えられているマグネターの磁場構造に対し、ホール効果を考慮した磁場進化を計算することで調査を行い、双極磁場が小さいマグネターに対してこれまで考えられているトロイダル磁場ではなく、より高次のポロイダル磁場が効いている可能性を指摘した。(2)フレアのタイムスケールやスペクトルから放射領域に対する制限を行った結果、十分に強い制限は得られなかった。一方で、ブレーザーのGeV帯域にこれまで知られていないスペクトルの折れ曲がりが見つかった。また、近年ブラックホール近傍におけるダストの分布に対してより詳細なモデルが提案された。このモデルを利用してスペクトルの折れ曲がりに対する新たな解釈を与えて空間構造を制限できる可能性について、現時点では十分な結論には至っていないものの調査を進めている。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (19件)

  • [雑誌論文] TeV cosmic ray electrons from millisecond pulsars2012

    • 著者名/発表者名
      木坂将大、川中宣太
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: (掲載決定)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic field decay with Hall drift in neutron star crusts2012

    • 著者名/発表者名
      小嶌康史、木坂将大
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: (掲載決定) 号: 3 ページ: 2722-2730

    • DOI

      10.1111/j.1365-2966.2012.20509.x

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-wavelength Emission Region of γ-Ray Emitting Pulsars2011

    • 著者名/発表者名
      木坂将大、小鴬康史
    • 雑誌名

      The astrophysical journal

      巻: 739 号: 1 ページ: 14-14

    • DOI

      10.1088/0004-637x/739/1/14

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mass dependent evolution of the relation between supermassive black hole mass and host spheroid mass since z-12010

    • 著者名/発表者名
      木坂将大、小鴬康史
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: VOL.405 ページ: 1285-1292

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 電子陽電子宇宙線によるミリ秒パルサーの磁気圏構造の研究2012

    • 著者名/発表者名
      木坂将大
    • 学会等名
      日本天文学会2012年春季年会
    • 発表場所
      龍谷大学(京都府)
    • 年月日
      2012-03-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] パルサー磁気圏の粒子加速領域2012

    • 著者名/発表者名
      木坂将大
    • 学会等名
      宇宙線研小研究会「宇宙粒子加速」
    • 発表場所
      東京大学(千葉県)
    • 年月日
      2012-03-01
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] パルサー磁気圏での粒子加速モデルの進展2012

    • 著者名/発表者名
      木坂将大
    • 学会等名
      GCOE研究集会「Multi-messenger Astronomyで迫るコンパクト天体」
    • 発表場所
      京都大学(京都府)
    • 年月日
      2012-02-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Emission Region of Gamma-Ray Pulsars2012

    • 著者名/発表者名
      木坂将大
    • 学会等名
      Particles and Radiation from Cosmic Accelerators CA2012
    • 発表場所
      千葉大学(千葉県)
    • 年月日
      2012-02-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Outer gap modelの問題点2011

    • 著者名/発表者名
      木坂将大
    • 学会等名
      高エネルギー宇宙物理学研究会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)
    • 年月日
      2011-12-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Cosmic ray electrons and positrons from millisecond pulsars2011

    • 著者名/発表者名
      木坂将大
    • 学会等名
      High Energy Astroparticle Physic 2011
    • 発表場所
      KEK(茨城県)
    • 年月日
      2011-11-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ミリ秒パルサーからの電子陽電子宇宙線2011

    • 著者名/発表者名
      木坂将大
    • 学会等名
      第24回理論懇シンポジウム
    • 発表場所
      国立天文台(東京都)
    • 年月日
      2011-11-06
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ガンマ線パルサーの放射領域と他の集団的性質への影響2011

    • 著者名/発表者名
      木坂将大
    • 学会等名
      日本天文学会2011年秋季年会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県)
    • 年月日
      2011-09-20
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 多波長光度曲線で探るパルサー磁気圏構造2011

    • 著者名/発表者名
      木坂将大
    • 学会等名
      第11回高宇連研究会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2011-08-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Statictical properties of emission region in gamma-ray emitting pulsars2011

    • 著者名/発表者名
      木坂将大
    • 学会等名
      2nd Fermi Asian Network Workshop
    • 発表場所
      台湾新竹
    • 年月日
      2011-08-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Multi-wavelength emission region of gamma-ray emitting pulsars2011

    • 著者名/発表者名
      木坂将大
    • 学会等名
      Physics of Neutron Stars-2011
    • 発表場所
      ロシアサンクトペテルブルグ
    • 年月日
      2011-07-11
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Multi-wavelength emission region of gamma-ray emitting pulsars2011

    • 著者名/発表者名
      木坂将大
    • 学会等名
      The 2011 Fermi Symposium
    • 発表場所
      イタリアローマ
    • 年月日
      2011-05-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 多波長光度曲線を用いたパルサーの放射領域の研究2011

    • 著者名/発表者名
      木坂将大
    • 学会等名
      日本天文学会2011年春季年会
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県)
    • 年月日
      2011-03-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 光度曲線によるパルサー磁気圏の研究とマグネターへの応用の可能性2011

    • 著者名/発表者名
      木坂将大
    • 学会等名
      GCOE研究集会「コンパクト天体で探る極限物理」
    • 発表場所
      京都大学(京都府)
    • 年月日
      2011-02-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 光度曲線を利用したパルサーの放射領域の制限2010

    • 著者名/発表者名
      木坂将大
    • 学会等名
      第23回理論懇シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学(京都府)
    • 年月日
      2010-12-20
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] パルサーの放射領域2010

    • 著者名/発表者名
      木坂将大
    • 学会等名
      高エネルギー宇宙物理学研究会
    • 発表場所
      KEK(茨城県)
    • 年月日
      2010-10-15
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] パルサー磁気圏の放射領域拡張に対する光度曲線の系統的研究2010

    • 著者名/発表者名
      木坂将大
    • 学会等名
      日本天文学会2010年秋季年会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県)
    • 年月日
      2010-09-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] パルサー磁気圏の放射領域拡張に対する光度曲線の系統的研究2010

    • 著者名/発表者名
      木坂将大
    • 学会等名
      第40回天文天体物理若手夏の学校
    • 発表場所
      ホテル日航豊橋(愛知県)
    • 年月日
      2010-08-02
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Mass-dependent evolution of the relation between supermassive black hole mass and host spheroid mass since z-12010

    • 著者名/発表者名
      木坂将大
    • 学会等名
      38th COSPAR Scientific Assembly 2010
    • 発表場所
      ドイツブレーメン
    • 年月日
      2010-07-22
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-12-03   更新日: 2024-03-26  

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