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多粒子天文学による最高エネルギー宇宙線の起源の探求

研究課題

研究課題/領域番号 12J09375
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)
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

高見 一  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2012 – 2015-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2014年度)
配分額 *注記
3,630千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2012年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード最高エネルギー宇宙線 / ニュートリノ / ガンマ線 / 中性子星 / 活動銀河核 / 中世子星
研究実績の概要

昨年度に行ったガンマ線と最高エネルギー宇宙線の関連に続き、同じく宇宙線二次中性粒子であるニュートリノと最高エネルギー宇宙線の関連をIceCubeによるニュートリノ検出に注目して研究した。その結果、IceCubeで検出されたPeV領域のエネルギーを持つニュートリノが光反応を通じて生成されたものだとすると、我々が知り得ている天体の中にこのPeVニュートリノと最高エネルギー宇宙線の起源を両立する天体はないということが明らかになった。この事実を通じて、PeVニュートリノの起源を決めることが、間接的に最高エネルギー宇宙線源をさらに制限することにつながることを示した。
1020eVにも達する最高エネルギー宇宙線では非等方性が注目されているが、少しエネルギーの低い1019eV領域の宇宙線到来方向分布が非常に高い精度で等方的であることはこれまで問題にされてこなかった。この高精度の等方性を実現するためには一つ一つの宇宙線源は暗くなければならない。これを数値計算を用いて定量的に考察したところ、1019eVの宇宙線の源は最高エネルギー領域の宇宙線源より見かけ上10倍以上多いことがわかり、この差は従来考えられてきた定常現象による宇宙線生成ではなく、爆発現象による宇宙線生成を考えたときに自然に説明できることを示した。一方で、最高エネルギー宇宙線の非等方性に注目することで、ハドロン相互作用モデルの不定性に起因する宇宙線組成の不定性の問題を比較的容易な宇宙磁場測定の問題に置き換えることに成功した。この研究により、近傍宇宙の磁場を将来観測で詳細に理解することで、500TeV衝突型粒子加速器が実現するまで解けないと考えられていた最高エネルギー宇宙線組成の問題を解決することができることを示した。

現在までの達成度 (段落)

本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。

今後の研究の推進方策

本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (25件) (うち査読あり 25件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (26件) (うち招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Black hole lightening due to particle acceleration at subhorizon scale2014

    • 著者名/発表者名
      Aleksic, et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 346 号: 6213 ページ: 1080-1084

    • DOI

      10.1126/science.1256183

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First broadband characterization and redshift determination of the VHE blazar MAGIC J2001+4392014

    • 著者名/発表者名
      Aleksic, et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 572 ページ: A121-A121

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201424254

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bounds on the origin of extragalactic ultrahigh energy cosmic rays from the IceCube neutrino observations2014

    • 著者名/発表者名
      Hajime TAKAMI & Shigeru YOSHIDA
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 90 号: 12 ページ: 123-012

    • DOI

      10.1103/physrevd.90.123012

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MAGIC gamma-ray and multifrequency observations of flat spectrum radio quasar PKS 1510-089 in early 20122014

    • 著者名/発表者名
      Aleksic, et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 569 ページ: 46-46

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201423484

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MAGIC search for VHE gamma-ray emission from AE Aquarii in a multiwavelength context2014

    • 著者名/発表者名
      Aleksic, et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 568 ページ: 109-109

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201424072

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dust formation in macronovae2014

    • 著者名/発表者名
      Hajime TAKAMI, et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 789 号: 1 ページ: L6-L6

    • DOI

      10.1088/2041-8205/789/1/l6

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Discovery of TeV gamma-ray emission from the pulsar wind nebular 3C 58 by MAGIC2014

    • 著者名/発表者名
      Aleksic, et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 567 ページ: L8-L8

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201424261

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MAGIC long-term study of the distant TeV blazar PKS 1424+240 in a multiwavelength context2014

    • 著者名/発表者名
      Aleksic, et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 567 ページ: 135-135

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201423364

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Energy Radiation from Remnants of Neutron Star Binary Mergers2014

    • 著者名/発表者名
      Hajime Takami, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 89 号: 6 ページ: 63006-63006

    • DOI

      10.1103/physrevd.89.063006

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid and multi-band variability of the TeV-bright active nucleous of the galaxy IC 3102014

    • 著者名/発表者名
      Jelena Aleksic, et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 563 ページ: 9-9

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201321938

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discovery of very high energy gamma-ray emission from the blazer 1ES 1727+502 with the MAGIC Telescopes2014

    • 著者名/発表者名
      Jelena Aleksic, et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 562 ページ: 6-6

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201321360

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MAGIC upper limits on the GRB 090102 afterglow2014

    • 著者名/発表者名
      Jelena Aleksic, et al.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 437 号: 4 ページ: 3103-3111

    • DOI

      10.1093/mnras/stt2041

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimized dark matter searches in deep observations of Segue 1 with MAGIC2014

    • 著者名/発表者名
      Jelena Aleksic, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 02 号: 02 ページ: 8-8

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2014/02/008

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lower Bounds on Magnetic Fields in Intergalactic Voids from Long-term GeV-TeV Light Curves of the Blazar Mrk 4212013

    • 著者名/発表者名
      Keitaro Takahashi, et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 771

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Disentangling Hadronic and leptonic Cascade Scenarios from the Very-High-Energy Gamma-Ray Emission of Distant Hard-Spectrum Blazars2013

    • 著者名/発表者名
      Hajime Takami, et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 771 号: 2 ページ: L32-L32

    • DOI

      10.1088/2041-8205/771/2/l32

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The simultaneous low state spectral energy distribution of 1ES 2344+514 from radio to very high energies2013

    • 著者名/発表者名
      Jelena Aleksic, et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 556 ページ: A67-A67

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201220714

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An evaluation of the exposure in nadir observation of the JEM-EUSO mission2013

    • 著者名/発表者名
      James H. Adams, et al.
    • 雑誌名

      Astroparticle Physics

      巻: 44 ページ: 76-90

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Very high energy gamma-ray observation of the peculiar transient event Swift J1644+57 with the MAGIC telescopes and AGILE2013

    • 著者名/発表者名
      Jelena Aleksic, et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 552 ページ: A112-A112

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201321197

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observations of the magnetars 40 0142+61 and IE 2259+586 with the MAGIC telescopes2013

    • 著者名/発表者名
      Aleksic, et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 549 ページ: 23-23

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201220275

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gamma-Ray and Neutrino Backgrounds as Probes of the High-Energy Universe : Hints of Cascades, General Constraints, and Implications for TeV Searches2013

    • 著者名/発表者名
      K. Murase, J. F. Beacom, H. Takami
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 8 号: 08 ページ: 30-30

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2012/08/030

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variable Gamma-Ray Emission Induced by Ultra-high Energy Neutral Beams : Applications t0 4C +21, 352012

    • 著者名/発表者名
      C. D. Dermer, K. Murase, H. Takamil
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 755 号: 2 ページ: 147-147

    • DOI

      10.1088/0004-637x/755/2/147

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discovery of vHE gamma-rays from the blazar IES 1215+303 with the MAGIC telescopes and simultaneous multi-wavelength observations2012

    • 著者名/発表者名
      Aleksic, et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 544 ページ: 142-142

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201219133

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MAGIC observations of the giant radio galaxy M 87 in a low-emission state between 2005 and 20072012

    • 著者名/発表者名
      Aleksic, et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 544 ページ: 96-96

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201117827

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High zenith angle observations of PKS 2155-304 with the MAGIC-I telescope2012

    • 著者名/発表者名
      Aleksic, et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 544 ページ: 75-75

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201218796

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of VHE gamma-rays from HESS J0632+057 during the 2011 February X-ray Outburst with the MAGIC Telescopes2012

    • 著者名/発表者名
      Aleksic, et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 754 号: 1 ページ: L10-L10

    • DOI

      10.1088/2041-8205/754/1/l10

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 宇宙背景放射とガンマ線の相互作用に関連する現象2014

    • 著者名/発表者名
      高見一
    • 学会等名
      研究会「宇宙近赤外背景放射の観測と理論」
    • 発表場所
      ISAS/JAXA
    • 年月日
      2014-10-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 最高エネルギー宇宙線の現在の理解と次世代計画で期待されるサイエンス2014

    • 著者名/発表者名
      高見一
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 年月日
      2014-09-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Arrival distribution of ultra-high-energy cosmic rays and its implications to their sources2014

    • 著者名/発表者名
      Hajime TAKAMI
    • 学会等名
      High-energy messengers : connecting the non-thermal extragalactic backgrounds
    • 発表場所
      Univerisity of Chicago, USA
    • 年月日
      2014-06-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Secondary gamma rays from AGN2014

    • 著者名/発表者名
      Hajime Takami
    • 学会等名
      Understanding Relativistic Jets by Polarimetry and Synergetic Study from Radio to TeV
    • 発表場所
      Hiroshima University, Japan
    • 年月日
      2014-03-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] PeV Neutrinos from Star-forming Regions2014

    • 著者名/発表者名
      高見一
    • 学会等名
      Cosmic Neutrino PeVatron
    • 発表場所
      ホテル一宮シーサイドオーツカ
    • 年月日
      2014-02-19
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Extreme HBLs and UHECRs2014

    • 著者名/発表者名
      Hajime Takami
    • 学会等名
      CTA LST General Meeting
    • 発表場所
      Institute for Cosmic Ray Research, Japan
    • 年月日
      2014-01-14
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 最高エネルギー宇宙線源の理解の現状と将来展望2013

    • 著者名/発表者名
      高見一
    • 学会等名
      高エネルギー宇宙物理学研究会
    • 発表場所
      パレス松洲
    • 年月日
      2013-11-19
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] High-energy Radiation from Remnants of Neutron Star Binary Mergers2013

    • 著者名/発表者名
      Hajime Takami
    • 学会等名
      Gamma-Ray Bursts, YIPQS long-term workshop 2013
    • 発表場所
      Kyoto University, Japan
    • 年月日
      2013-11-15
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] High-energy Radiation from Remnants of Neutron Star Binary Mergers2013

    • 著者名/発表者名
      Hajime Takami
    • 学会等名
      CTA-X-ray LINK Meeting (66<th> Fujihara Seminar)
    • 発表場所
      Yumoto Fujiya Hotel, Japan
    • 年月日
      2013-11-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Interpretations and Future Prospects of the Anisotropy of the Highest Energy Cosmic Rays2013

    • 著者名/発表者名
      Hajime Takami
    • 学会等名
      Anisotropic Universe Workshop
    • 発表場所
      GRAPPA Institute, University of Amsterdam, Netherlands
    • 年月日
      2013-09-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Disentangling Hadronic and Leptonic Cascade Scenarios from the Very-High-Energy Gamma-ray Emission from Hard-spectrum Blazars2013

    • 著者名/発表者名
      高見一
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      高知大学
    • 年月日
      2013-09-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 最高エネルギー宇宙線源同定における宇宙磁場理解の意義2013

    • 著者名/発表者名
      高見一
    • 学会等名
      日本SKAサイエンス会議「宇宙磁場」
    • 発表場所
      奥州宇宙遊学館
    • 年月日
      2013-09-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 連星中性子星合体からの高エネルギー放射2013

    • 著者名/発表者名
      高見一
    • 学会等名
      日本天文学会2013年秋季年会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2013-09-12
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] CTA Science Cases for Ultra-high-energy Cosmic Rays2013

    • 著者名/発表者名
      高見一
    • 学会等名
      高エネルギーガンマ線で見る極限宇宙2013
    • 発表場所
      東京大学宇宙線研究所
    • 年月日
      2013-09-03
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Disentangling Hadronic and Leptonic Cascade Scenarios from the Very-High-Energy Gamma-ray Emission from Hard-spectrum Blazars2013

    • 著者名/発表者名
      Hajime Takami
    • 学会等名
      TeV Particle Astrophysics 2013
    • 発表場所
      University of Calfornia, Irvine, USA
    • 年月日
      2013-08-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 連星中性子星合体からの高ニネルギー放射2013

    • 著者名/発表者名
      高見一
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学(招待講演)
    • 年月日
      2013-03-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Electromagnetic Radiation as Gravitational Wave Counterparts2013

    • 著者名/発表者名
      高見一
    • 学会等名
      研究会「コンパクト連星の合体と電磁波対応天体」
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所(招待講演)
    • 年月日
      2013-02-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Propagation and Source Candidates of the Highest Energy Cosmic Rays2012

    • 著者名/発表者名
      高見一
    • 学会等名
      TeV Particle Astrophysics 2012
    • 発表場所
      Tata Institute of Fundamental Research (India)(招待講演)
    • 年月日
      2012-12-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Transient Sources of Ultra-high-energy Cosmic Rays and their Observational Evidence2012

    • 著者名/発表者名
      高見一
    • 学会等名
      Axion Cosmophysics
    • 発表場所
      KEK
    • 年月日
      2012-11-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Transient Sources of Ultra-high-energy Cosmic Rays and their Observational Evidence2012

    • 著者名/発表者名
      高見一
    • 学会等名
      高エネルギー宇宙物理学研究会2012
    • 発表場所
      首都大学
    • 年月日
      2012-10-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Gamma-rays as a Diagnostic of the Origin of Core Radiation in Low-luminosity Active Galactic Nuclei2012

    • 著者名/発表者名
      高見一
    • 学会等名
      日本天文学会2012年秋季年会
    • 発表場所
      大分大学
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] The Role of the Structured Magnetic Fields on Constraining Properties of Transient Sources of Ultra-high-enerev Cosmic Rays2012

    • 著者名/発表者名
      高見一
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2012-09-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Variable Uamma-ray Emission induced by ultra-high-energy Neutral Beams : Applications to 4C +21, 352012

    • 著者名/発表者名
      高見一
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2012-09-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Blazars as Ultra-high-energy Cosmic-Ray Sources : Implications for TeV Gamma-ray Observations2012

    • 著者名/発表者名
      高見一
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2012-09-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ブレーザーからのハドロン起源の高エネルギー放射2012

    • 著者名/発表者名
      高見一
    • 学会等名
      VLBエワークショップ「巨大ブラックホールからの噴出流」
    • 発表場所
      国立天文台(招待講演)
    • 年月日
      2012-09-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Interplay between Cosmic Rays and Cosmic Magnetic Fields2012

    • 著者名/発表者名
      高見一
    • 学会等名
      日本SKAサイエンス会議「宇宙磁場」2012
    • 発表場所
      割烹旅館まさご屋(招待講演)
    • 年月日
      2012-06-25
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://sites.google.com/site/hajimetakami/home

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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