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パルサー磁気圏周辺における物理現象

研究課題

研究課題/領域番号 13J10447
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)
研究機関東京大学

研究代表者

田中 周太  東京大学, 宇宙線研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,320千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 720千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードパルサー風 / 誘導コンプトン散乱 / レーザー・プラズマ相互作用 / パルサー / 国際研究者交流, ドイツ / 相対論的的プラズマ
研究実績の概要

私の研究対象は、我々の銀河系内に2000以上も観測されているパルサーと呼ばれる天体である。パルサーは強磁場を持ち高速で回転している中性子星と考えられている。その内でも大きな回転光度を持つパルサーは、その周りに大きく広がったパルサー星雲と呼ばれる天体を形成している。つまり、パルサーからはパルサー星雲の構成物質とされている相対論的磁化プラズマ、パルサー風、が供給されている。パルサーはほとんどの回転エネルギーをパルサー風として放出しているが、どのように回転エネルギーをパルサー風に変換しているのかは理解されていない。本研究の研究目的はそのパルサー風の形成機構を理解することであり、特にまだ謎の多いパルサー風の物理状態を観測的に決定するという手法を取っている。
我々は過去の研究で、誘導コンプトン散乱という物理過程を用いて、パルサー風の粒子数に新たに観測的な制限を与えた。この誘導コンプトン散乱という物理過程に注目した研究を去年から行ってきた。誘導コンプトン散乱は、電磁放射の輝度温度が電子の静止質量エネルギーを上回るような高輝度放射と電子の非線形相互作用である。我々はこの物理現象の非線形段階の発展を記述する方程式の定式化を行い、論文を発表した。この研究では簡単のために高輝度の放射が等方的な場合を考えたが、現実には高輝度の放射は指向性を持つことが普通である。これはパルサーからの放射の場合も同様であると考えられている。本年度、我々は非等方な高輝度放射場に対する定式化に拡張を行った。その研究内容について現在論文を執筆中である。加えて、本年度から行っている大阪大学レーザーエネルギー学研究センターの共同利用・共同研究において、誘導コンプトン散乱の実験に向けて同センターの研究者との議論を進めている。次年度も同センターの共同利用・共同研究は継続申請を行っている。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (45件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Avalanche Photon Cooling by Induced Compton Scattering: Higher-Order Kompaneets Equation2015

    • 著者名/発表者名
      Shuta J. Tanaka, Katsuaki Asano, & Toshio Terasawa
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 073E01 号: 7 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1093/ptep/ptv086

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] X-ray Emission from Middle-Aged Gamma-Ray Pulsars2015

    • 著者名/発表者名
      Shota Kisaka & Shuta J. Tanaka
    • 雑誌名

      2014 Fermi Symposium proceedings (arXiv:1503.00483)

      巻: 1 ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synchrotron X-ray emission from old pulsars2014

    • 著者名/発表者名
      Shota Kisaka & Shuta J. Tanaka
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical SocietyN

      巻: 443 号: 3 ページ: 2063-2076

    • DOI

      10.1093/mnras/stu1298

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High Energy Emission from Spherically Symmetric Pulsar Wind Nebulae2014

    • 著者名/発表者名
      Shuta J. Tanaka
    • 雑誌名

      Suzaku-MAXI 2014: Expanding the Frontiers of the X-ray Universe, proceedings of a conference held 19-22 February, 2014 at Ehime University, Japan. Edited by M. Ishida, R. Petre, and K. Mitsuda

      巻: 1 ページ: 240-241

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synchrotron Emission from Old Pulsars2014

    • 著者名/発表者名
      Shuta J. Tanaka & Shota Kisaka
    • 雑誌名

      Suzaku-MAXI 2014: Expanding the Frontiers of the X-ray Universe, proceedings of a conference held 19-22 February, 2014 at Ehime University, Japan. Edited by M. Ishida, R. Petre, and K. Mitsuda

      巻: 1 ページ: 242-243

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Constraint on Pulsar Wind Properties from Induced Compton Scattering off Radio Pulses2013

    • 著者名/発表者名
      Shuta J. Tanaka & Fumio Takahara
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 123E01 号: 12 ページ: 1-24

    • DOI

      10.1093/ptep/ptt108

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 非等方放射場の誘導コンプトン散乱2016

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      日本物理学会2016年春季大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 非等方放射場の誘導コンプトン散乱2016

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      日本天文学会2016年春季年会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 非等方放射場の誘導コンプトン散乱2015

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      第28 回理論懇シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2015-12-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] パルサー星雲研究の方向性2015

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      -中性子星の観測と理論- 研究活性化ワークショップ
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-12-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 非等方放射場の誘導コンプトン散乱について2015

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      高エネルギー宇宙物理学研究会
    • 発表場所
      沼津市戸田
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Broadband Emission of Magnetar Wind Nebulae2015

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      SNSNR 2015
    • 発表場所
      宇宙科学研究所
    • 年月日
      2015-11-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Broadband Emission of Magnetar Wind Nebulae2015

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      TeVPA 2015
    • 発表場所
      柏の葉コンファレンスセンター
    • 年月日
      2015-10-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Constraint on Pulsar Wind Properties from Induced Compton Scattering: Applications2015

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      HEAP 2015
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構
    • 年月日
      2015-10-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 誘導コンプトン散乱による光子冷却過程2015

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      日本物理学会2015 年秋季大会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 誘導コンプトン散乱の天体現象への応用に向けて2015

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      日本天文学会2015 年秋季年会
    • 発表場所
      甲南大学
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高輝度光子場の冷却過程:誘導コンプトン散乱2015

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      熱場の量子論とその応用
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-09-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] パルサーとその周辺で起こる極限プラズマ現象2015

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      プラズマ科学のフロンティア2015
    • 発表場所
      核融合科学研究所
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spectral Deformation by Induced Compton Scattering2015

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      The 1st Conference on Laser Energetics -Laser Astrophysics-
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2015-04-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 誘導コンプトン散乱による線スペクトル形成2015

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      レーザー研シンポジウム 2015
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス(大阪府吹田市)吹田キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-04-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 誘導コンプトン散乱が卓越する場合のスペクトル2015

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      2015年日本天文学会春季年会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス (大阪府豊中市)
    • 年月日
      2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] High Energy Emission from Magnetar Wind Nebulae2015

    • 著者名/発表者名
      Shuta Tanaka
    • 学会等名
      RIKEN-IPMU-RESCEU Joint Meeting
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス (東京都文京区)
    • 年月日
      2015-03-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 誘導コンプトン散乱による線スペクトル形成2014

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      第27回理論懇シンポジウム
    • 発表場所
      自然科学研究機構国立天文台三鷹キャンパス (東京都三鷹市)
    • 年月日
      2014-12-24 – 2014-12-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 誘導コンプトン散乱によるレーザーの散乱について2014

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      NINS Colloquium
    • 発表場所
      ザ・プリンス箱根芦ノ湖 (神奈川県足柄下郡箱根町)
    • 年月日
      2014-12-01 – 2014-12-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 誘導コンプトン散乱が卓越する場合のスペクトル2014

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      高エネルギー宇宙物理学研究会
    • 発表場所
      九州大学西新プラザ (福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-11-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] パルサーと宇宙線2014

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      次の10年の宇宙線研究
    • 発表場所
      東京大学柏キャンパス (千葉県柏市)
    • 年月日
      2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] パルサー風に課される物理的制限について2014

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      コンパクト天体の活動性と磁気的性質
    • 発表場所
      自然科学研究機構国立天文台三鷹キャンパス (東京都三鷹市)
    • 年月日
      2014-10-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Broadband Emission from Wind Nebulae Powered by Magnetars2014

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      Fifth International Fermi Symposium
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス (愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-10-20 – 2014-10-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] パルサー星雲から探るパルサー磁気圏の物理2014

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      HEAP2014
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構 (茨城県つくば市)
    • 年月日
      2014-10-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マグネター星雲のスペクトルモデル2014

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      高エネルギーガンマ線で見る極限宇宙 2014
    • 発表場所
      東京大学柏キャンパス (千葉県柏市)
    • 年月日
      2014-10-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 誘導コンプトン散乱によるスペクトルの変化について2014

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      佐賀大学本庄キャンパス (佐賀県佐賀市)
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] マグネター星雲のスペクトルモデル2014

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      2014年日本天文学会秋季年会
    • 発表場所
      山形大学小白川キャンパス (山形県山形市)
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Kompaneets方程式の高次展開について2014

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      宇宙プラズマ理論研究会
    • 発表場所
      東北大学片平キャンパス (宮城県仙台市)
    • 年月日
      2014-08-13 – 2014-08-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Spectral Model of Wind Nebulae Powered by Magnetar2014

    • 著者名/発表者名
      Shuta Tanaka
    • 学会等名
      COSPAR 2014
    • 発表場所
      Moscow State University (Moscow, Russia)
    • 年月日
      2014-08-02 – 2014-08-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Constraint on Pulsar Wind Properties from Induced Compton Scattering off Radio Pulses2014

    • 著者名/発表者名
      Shuta Tanaka
    • 学会等名
      Physics of Neutron Stars 2014
    • 発表場所
      Saint Petersburg Academic University (St. Petersburg, Russia)
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] マグネター星雲の放射モデル2014

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      高エネルギー天体現象小研究会
    • 発表場所
      宇宙線研究所明野観測所 (山梨県北杜市)
    • 年月日
      2014-06-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 誘導コンプトン散乱によるレーザーの散乱について2014

    • 著者名/発表者名
      田中周太
    • 学会等名
      レーザー研シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス (大阪府吹田市)
    • 年月日
      2014-04-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Constraint on Pulsar Wind Properties from Induced Compton Scattering off Radio Pulses2014

    • 著者名/発表者名
      Shuta J. Tanaka
    • 学会等名
      The Structure and Signals of Neutron Stars, from Birth to Death
    • 発表場所
      Florence, Italy
    • 年月日
      2014-03-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] プラズマによる高輝度の光子場の散乱について2014

    • 著者名/発表者名
      田中 周太
    • 学会等名
      宇宙線研小研究会「宇宙における粒子加速と電波帯域での突発現象」
    • 発表場所
      東京大学柏キャンパス, 千葉県
    • 年月日
      2014-03-11
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] High Energy Emission from Spherical Pulsar Wind Nebulae2014

    • 著者名/発表者名
      Shuta J. Tanaka
    • 学会等名
      Suzaku-Maxi 2014 Expanding the Frontiers of the X-ray Universe
    • 発表場所
      愛媛大学, 愛媛県
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 球対称パルサー星雲モデルでの輝度分布2014

    • 著者名/発表者名
      田中 周太
    • 学会等名
      2014年日本天文学会春季年会
    • 発表場所
      国際基督教大学,東京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 誘導コンプトン散乱によるスペクトルの変形について2013

    • 著者名/発表者名
      田中 周太
    • 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, 宮城県松島町
    • 年月日
      2013-11-17
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Broadband Emission Model of Spherical Pulsar Wind Nebulae2013

    • 著者名/発表者名
      Shuta J. Tanaka
    • 学会等名
      X-raying the Gamma-ray Universe -CTA-X-ray rink meeting-
    • 発表場所
      箱根, 神奈川県
    • 年月日
      2013-11-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] マグネター星雲2013

    • 著者名/発表者名
      田中 周太
    • 学会等名
      宇宙線研小研究会「強磁場中性子星の構造と粒子加速・電磁波放出過程」
    • 発表場所
      東京大学宇宙線研究所, 千葉県
    • 年月日
      2013-10-10
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] パルサー星雲における非熱的粒子の空間分布2013

    • 著者名/発表者名
      田中 周太
    • 学会等名
      2013年日本天文学会秋季年会
    • 発表場所
      東北大学, 宮城県
    • 年月日
      2013-09-12
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] パルサー星雲における高エネルギー粒子の空間分布2013

    • 著者名/発表者名
      田中 周太
    • 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, 千葉県
    • 年月日
      2013-09-03
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] パルサー星雲からの高エネルギー放射の一次元モデル2013

    • 著者名/発表者名
      田中 周太
    • 学会等名
      宇宙線起源に関連した粒子加速現象
    • 発表場所
      東京大学宇宙線研究所乗鞍観測所, 岐阜県
    • 年月日
      2013-08-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] パルサー星雲からの非熱的放射について2013

    • 著者名/発表者名
      田中 周太
    • 学会等名
      ALMA Workshop「ALMAで探る超新星爆発とその残骸」
    • 発表場所
      青山学院大学相模原キャンパス, 神奈川県
    • 年月日
      2013-05-24
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙物理学的興味 : 高強度ビームと誘導コンプトン散乱過程2013

    • 著者名/発表者名
      田中 周太
    • 学会等名
      レーザー研シンポジウム2013
    • 発表場所
      大阪大学レーザーエネルギー研究センター, 大阪府
    • 年月日
      2013-05-09
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Broadband Emission Structure of Pulsar Wind Nebulae2013

    • 著者名/発表者名
      Shuta J. Tanaka
    • 学会等名
      International Cosmic Ray Conference 2013
    • 発表場所
      Rio de Janeiro, Brazil
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高輝度の光子場とプラズマの散乱過程2013

    • 著者名/発表者名
      田中 周太
    • 学会等名
      第26回理論懇シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学柏キャンパス, 千葉県
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] Shuta J Tanaka's Home Page

    • URL

      http://tpweb2.phys.konan-u.ac.jp/~sjtanaka/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] Shuta J. Tanaka's Home Page

    • URL

      http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/~sjtanaka/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/~sjtanaka/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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