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高エネルギー宇宙物理学の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 13440061
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 天文学
研究機関大阪大学

研究代表者

高原 文郎  大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20154891)

研究分担者 政井 邦昭  東京都立大学, 理学研究科, 教授 (80181626)
柴田 晋平  山形大学, 理学部, 教授 (90187401)
嶺重 慎  京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (70229780)
楠瀬 正昭  関西学院大学, 理工学部, 教授 (40211883)
星野 真弘  東京大学, 理学系研究科, 教授 (90241257)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
2003年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2002年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2001年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード降着円盤 / 相対論的ジェット / ガンマ線バースト / 活動銀河 / 粒子加速 / ブラックホール / 銀河団 / 天体プラズマ
研究概要

3年間にわたり各分担者が個別研究課題の研究を遂行するとともに、毎年研究会を開催してそれぞれのテーマについて議論し、共通する概念や物理過程、相互関係を明確にするような方向付けを行った。各年度の研究会では、各課題についての現状把握、発展の方向、取りまとめを行うとともに、超新星残骸での粒子加速についての集中的検討も行った。分担者はそれぞれ多数の論文を発表している。研究成果の主なものとしては以下のものがあげられる。
1.降着円盤については、磁場の役割のシミュレーション研究が進んだ。増幅された磁場が円盤からブラックホールへ吸い込まれる様子が明らかになるとともに、タワー状に噴出する可能性も指摘され、ジェット形成とのかかわりが検討された。また、磁場再結合がX線光度の時間変動と関わる様子が具体的に解明された。
2.相対論的ジェットの形成機構として、ウィーンファイアボールモデルの定量的検討が進められ、モンテカルロ法による輻射流体力学の解が得られ、その有望さが確認された。また、大規模ジェットとホットスポット形成の数値シミュレーションおよび多周波観測との比較により、その物理状態を解明した。
3.非熱的粒子の加速機構については、超新星残骸SN1006およびRXJ1713.7の多周波観測をもとに、電子加速が起こっている領域の大きさがかなり小さいことを明らかにしてその加速過程に対する制限を得た。衝撃波のミクロな電場構造による加速をシミュレーションによって解明するとともに、衝撃波の非線形変形の程度などの理論的検討を行なった。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (73件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (73件)

  • [文献書誌] S.Iwamoto: "Wien Fireball Model of Relativistic Outflows in Active Galactic Nuclei"Astrophysical Journal. 601. 78-89 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ohsuga: "Spectral Energy Distribution in Supercritical Disk Accretion through Photon Trapping Effects"Astrophysical Journal. 596. 429-436 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kato: "Formation of Semi-relativistic Jets from Magnetospheres of Accreting Neutron Stars : Injection of Hot Bubbles into a Magnetic Tower"Astrophysical Journal. 600. 338-342 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hirotani: "Electrodynamics of Outer-Gap Accelerator : Formation of Soft Power-low Spectrum Between 100 MeV and 3 GeV"Astrophysical Journal. 591. 334-353 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Takizawa: "Chandra Observations of the Central Region of Abell 3112"Astrophysical Journal. 595. 142-150 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kusunose: "The Electron Spectrum in 3C 279 and the Observed Emission Spectrum"Astrophysical Journal. 592. L5-L8 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Iwamoto: "Wien Fireball Model of Relativistic Outflows in Active Galactic Nuclei"Astrophysical Journal. 601. 78-89 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ohsuga: "Spectral Energy Distribution in Supercritical Disk Accretion through Photon Trapping Effects"Astrophysical Journal. 596. 429-436 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kato: "Formation of Semi-relativistic Jets from Magnetospheres of Accreting Neutron Stars: Injection of Hot Bubbles into a Magnetic Tower"Astrophysical Journal. 338-342 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hirotani: "Electrodynamics of Outer-Gap Accelerator : Formation of Soft Power-low Spectrum Between 100 MeV and 3 GeV"Astrophysical Journal. 591. 334-353 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Takizawa: "Chandra Observations of the Central Region of Abell 3112"Astrophysical Journal. 595. 142-150 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kusunose: "The Electron Spectrum in 3C 279 and the Observed Emission Spectrum"Astrophysical journal. 592. L5-L8 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Iwamoto: "Wien Fireball Model of Relativistic Outflows in Active Galactic Nuclei"Astrophysical Journal. 601. 78-89 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ohsuga: "Spectral Energy Distribution in Supercritical Disk Accretion through Photon Trapping Effects"Astrophysical Journal. 596. 429-436 (2003)

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  • [文献書誌] Y.Kato: "Formation of Send-relativistic Jets from Magnetospheres of Accreting Neutron Stars : Injection of Hot Bubbles into a Magnetic Tower"Astrophysical Journal. 600. 338-342 (2004)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hirotani: "Electrodynamics of Outer-Gap Accelerator : Formation of Soft Power-low Spectrum Between 100 MeV and 3 GeV"Astrophysical Journal. 591. 334-353 (2003)

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  • [文献書誌] M.Takizawa: "Chandra Observations of the Central Region of Abell 3112"Astrophysical Journal. 595. 142-150 (2003)

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  • [文献書誌] M.Kusunose: "The Electron Spectrum in 3C 279 and the Observed Emission Spectrum"Astrophysical Journal. 592. L5-L8 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Totani: "A Failed Gamma-Ray Burst with Dirty Energetic Jets Spirited Away? New Implications for the Gamma-Ray Burst-Supernova Connection from SN 2002ap"Astrophysical Journal. 598. 1151-1162 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] R.Yamazaki: "An off-axis jet model for GRB980425 and low-energy Gamma Ray Bursts"Astrophysical Journal. 594. L79-L82 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Murata: "X-ray and Gamma-Ray Emission from the PSR 1259-63 / Be Star System"Publ.Astron.Soc.Japan. 55. 473-481 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Shimada, M.Hoshino: "Electron-Ion Coupling Dynamics in the Shock Transition Region"Physics of Plasmas. 10. 1113-1119 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Terasawa: "Astrophysical Particle Acceleration--Heliosphere as an Astrophysical Laboratory---"Prog.Theo.Phys.Supplement. 151. 95-104 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nagataki: "Explosive Nucleosynthesis Associated with Formation of Jet-induced Gamma-Ray Bursts in Mass"Astrophysical Journal. 596. 401-413 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kataoka, Jun: "RXTE observations of 3C 273 between 1996 and 2000 : variability time-scale and jet power"Monthly Notice of the Royal Astronomical Society... 336 3. 932-944 (2003)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Shibata, S.: "On the electric field screening by electron-positron pairs in the pulsar magnetosphere-II"Monthly Notice of the Royal Astronomical Society. 336 1. 233-240 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ohsuga, Ken: "Does the Slim-Disk Model Correctly Consider Photon-trapping Effects?"The Astrophysical Journal. 574 1. 315-324 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kohri, Kazunori: "Can Neutrino-cooled Accretion Disks Be an Origin of Gamma-Ray Bursts?"The Astrophysical Journal. 577 1. 311-321 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kudoh, Takahiro: "Are Jets Ejected from Locally Magnetized Accretion Disks?"Publications of the Astronomical Society of Japan. 54 1. 267-432 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Sakai, Nobuyuki: "General Relativistic Electromagnetism and Particle Acceleration in a Pulsar Polar Cap"The Astrophysical Journal. 584 1. 427-432 (2003)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Fujita, Yutaka: "Nonthermal Emissions from Particles Accelerated by Turbulence in Clusters of Galaxies"The Astrophysical Journal. 584 1. 190-202 (2003)

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  • [文献書誌] Masai, Kuniaki: "The Origin of Diffuse X-Ray Emission from the Galactic Ridge. II. Nonequilibrium Emission Due to In Situ Accelerated Electrons"The Astrophysical Journal. 581 2. 1071-1079 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yamazaki, Ryo: "X-Ray Flashes from Off-Axis Gamma-Ray Bursts"The Astrophysical Journal. 571 1. L31-L35 (2002)

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  • [文献書誌] Zharikov, S.V.: "Subaru optical observations of the old pulsar PSR B0950+08"Astronomy and Astrophysics. 394 2. 633-639 (2002)

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  • [文献書誌] S.Iwamoto: "Relativistic Outflow of Electron-Positron Pair Plasmas from a Wien Equilibrium"Astrophysical Journal. 565. 163-173 (2002)

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  • [文献書誌] J.Kataoka: "Characteristic X-Ray Variability of TeV Blazars : Probing the Link between the Jet and the Central Engine"Astrophysical Journal. 560. 659-674 (2001)

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  • [文献書誌] Watarai, K.: "Slim Disk Model for Ultra Luminous X-Ray Sources"ApJ. 549. L77-L80 (2001)

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  • [文献書誌] Takahashi, R.: "Microlens of Bright Quasars"PASJ. 53. 387-393 (2001)

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  • [文献書誌] Hosokawa, T.: "Theoretical Models of QSO Luminosity Function"PASJ. 53. 861-869 (2001)

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  • [文献書誌] Kudoh, T.: "Effect of a Magneto-Rotational Instability on Jets from Accretion Disks"PASJ. 54. 121-130 (2002)

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  • [文献書誌] Hirotani, K.: "Gamma-ray Emission from an Outer-Gap Accelerator : Constraints on Magnetospheric Current, Magnetic Inclination, and Distance for PSR 1055-52"Astrophys. J.. 564. 369-378 (2002)

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  • [文献書誌] Boettcher, M.: "An Analytic Function Fit to Monte Carlo X-Ray and γ-Ray Spectra from Thomson Thick Thermal/Nonthermal Hybrid Plasmas"Astrophysical Journal, Supplement Series. 135. 1-5 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Wang, J.-M.: "Blob Ejection from Advection-dominated Accretion Flow. II. The Multiwavelength Properties of Light Curves"Astrophysical Journal, Supplement Series. 138. 249-263 (2002)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Nakayama, M.: "Properties of photoionized gas in accretion-powered sources"Astronomy and Astrophysics. 375. 328-337 (2001)

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  • [文献書誌] Yonetoku, D.: "Nonequilibrium Ionization States of Gamma-Ray Burst Environments"Astrophysical Journal. 557. L23-L26 (2001)

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  • [文献書誌] K.Ioka: "Peak Luminosity-Spectral Lag Relation Caused by the Viewing Angle of the Collimated Gamma-Ray Bursts"Astrophys. J. Letters. 554. L163-L167 (2001)

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  • [文献書誌] K.Ioka: "Microlensing of collimated Gamma-Ray Burst afterglows"Astrophys. J.. 561. 703-707 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nakamura: "Jets and Central Engine of GRBs"Prog. Theor. Phys. supplement. 143. 50-77 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hirasawa: "Vortex Configurations, Oscillations and Pinning in Neutron Star Crusts"ApJ. 563. 267-275 (2001)

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  • [文献書誌] Zenitani, S: "The Generation of nonthermal particles in the relativistic magnetic reconnection of pair plasmas"ApJ Lett.. 562. L63-L66 (2001)

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  • [文献書誌] Hoshino, M.: "Nonthermal particle acceleration in shock front region : "Shock surfing acceleration""Prog. Theor. Phys. Suppl.. 143. 149-181 (2001)

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  • [文献書誌] Hoshino, M: "Suprathermal electron acceleration in magnetic reconnection"J. Geophy. Res. 106. 25979-25997 (2001)

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  • [文献書誌] Terasawa, T.: "Cosmic plasmas : their research frontiers"Science and Technology of Advanced Materials. 2. 461-472 (2001)

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  • [文献書誌] Treumann, R.A.: "Electron acceleration in the heliosphere"Space Sci. Rev.. (印刷中). (2002)

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      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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