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高速電波バーストとガンマ線バーストで探る宇宙進化

研究課題

研究課題/領域番号 18K03692
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分16010:天文学関連
研究機関東京大学

研究代表者

戸谷 友則  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90321588)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード高速電波バースト / 地震 / 太陽フレア / 相関関数 / 連星中性子星合体 / ガンマ線バースト
研究実績の概要

高速電波バーストの一部の種族は、一つの天体が何発も繰り返しバーストを起こすことが知られている。我々はその、一つのソースから数千発もバーストが起きている数天体のデータを解析し、その発生時間とエネルギーの2次元空間における相関について、二点相関関数の手法を初めて適用して詳細にしらべた。その結果、高速電波バーストは、一つのイベントの後に、時間的に相関して発生する「余震」が起きており、また、その余震の発生頻度が時間とともにべき乗で低下していくことがわかった。これは地球の地震でよく知られている「大森法則」であり、高速電波バーストと地震の興味深い類似性を示している。そこで我々は地震のデータについても同じ手法で調べ、べき乗則だけでなく、一つのイベントの後に相関して起こる余震の総数の期待値も、どちらも10-20%とよく似ていることを見出した。さらには、この余震の発生頻度が、ソースの活動性や、天体の違いにかかわらず、常にほぼ一定であることがも、高速電波バーストと地震で共通していた。このような高い類似性が偶然、見出されるとは考えにくく、これは高速電波バーストと地震の物理過程に深い共通性があることを示している。実際、高速電波バーストの起源天体は強い磁場を持つ中性子星「マグネター」が有力だが、マグネターでは、強い磁気エネルギーで浮き上がってくる磁気の力で中性子星の地殻が破壊されることで、中性子星の様々なバースト現象が起きるというのが有力な説である。今回の研究結果は、マグネターにおいて地震と類似した現象が起きていることを示唆する新たな観測結果として興味深いものである。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

高速電波バーストと地震の間で、余震の発生法則に注目すべき類似性があることを新たに発見した。これは予想外の興味深い発見であり、当初の計画以上の成果が得られたと考えられる。

今後の研究の推進方策

高速電波バーストと地震の類似性について、観測的および理論的研究をさらに推進し、高速電波バーストや中性子星の内部物質についての理解を深める。

報告書

(6件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 9件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 18件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 9件、 招待講演 10件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] NCUE, Taiwan(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] CSIRO Astronomy and Space Science/Swinburne University of Technology(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] INAF(イタリア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ASTRON(オランダ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Similarity to earthquakes again: periodic radio pulses of the magnetar SGR 1935+2154 are accompanied by aftershocks like fast radio bursts2024

    • 著者名/発表者名
      Tsuzuki Yuya、Totani Tomonori、Hu Chin-Ping、Enoto Teruaki
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 530 号: 2 ページ: 1885-1893

    • DOI

      10.1093/mnras/stae965

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Solid grains ejected from terrestrial exoplanets as a probe of the abundance of life in the Milky Way2023

    • 著者名/発表者名
      Totani Tomonori
    • 雑誌名

      International Journal of Astrobiology

      巻: - 号: 4 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1017/s147355042300006x

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fast radio bursts trigger aftershocks resembling earthquakes, but not solar flares2023

    • 著者名/発表者名
      Totani Tomonori、Tsuzuki Yuya
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 526 号: 2 ページ: 2795-2811

    • DOI

      10.1093/mnras/stad2532

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the Use of CHIME to Detect Long-duration Radio Transients from Neutron Star Mergers2022

    • 著者名/発表者名
      Shikauchi Minori、Cannon Kipp、Lin Haoxiang、Totani Tomonori、Shaw J. Richard
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 928 号: 1 ページ: 72-72

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac540d

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Prospects of newly detecting nearby star-forming galaxies by the Cherenkov Telescope Array2021

    • 著者名/発表者名
      Shimono Naoya、Totani Tomonori、Sudoh Takahiro
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 506 号: 4 ページ: 6212-6222

    • DOI

      10.1093/mnras/stab2118

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Origin of Galactic Spurs: New Insight from Radio/X-Ray All-sky Maps2021

    • 著者名/発表者名
      Kataoka Jun、Yamamoto Marino、Nakamura Yuki、Ito Soichiro、Sofue Yoshiaki、Inoue Yoshiyuki、Nakamori Takeshi、Totani Tomonori
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 908 号: 1 ページ: 14-14

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abdb31

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detectability of radio afterglows from binary neutron star mergers and implications for fast radio bursts2020

    • 著者名/発表者名
      Lin Haoxiang、Totani Tomonori
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 498 号: 2 ページ: 2384-2390

    • DOI

      10.1093/mnras/staa2418

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Galactic Halo Contribution to the Dispersion Measure of Extragalactic Fast Radio Bursts2020

    • 著者名/発表者名
      Yamasaki Shotaro、Totani Tomonori
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 888 号: 2 ページ: 105-105

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab58c4

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Emergence of life in an inflationary universe2020

    • 著者名/発表者名
      Totani Tomonori
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 1671-1677

    • DOI

      10.1038/s41598-020-58060-0

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Non-thermal afterglow of the binary neutron star merger GW170817: a more natural modelling of electron energy distribution leads to a qualitatively different new solution2019

    • 著者名/発表者名
      Lin Haoxiang、Totani Tomonori、Kiuchi Kenta
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 485 号: 2 ページ: 2155-2166

    • DOI

      10.1093/mnras/stz453

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Lethal Radiation from Nearby Supernovae Helps Explain the Small Cosmological Constant2019

    • 著者名/発表者名
      Totani Tomonori、Omiya Hidetoshi、Sudoh Takahiro、Kobayashi Masakazu A.R.、Nagashima Masahiro
    • 雑誌名

      Astrobiology

      巻: 19 号: 1 ページ: 126-131

    • DOI

      10.1089/ast.2018.1895

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Optical follow-up observation of Fast Radio Burst 1512302018

    • 著者名/発表者名
      Tominaga Nozomu、Niino Yuu、Totani Tomonori、Yasuda Naoki、Furusawa Hisanori、Tanaka Masayuki、Bhandari Shivani、Dodson Richard、Keane Evan、Morokuma Tomoki、Petroff Emily、Possenti Andrea
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 号: 6 ページ: 1-21

    • DOI

      10.1093/pasj/psy101

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A search for optical transients associated with fast radio burst 150418†‡2018

    • 著者名/発表者名
      Niino Yuu、Tominaga Nozomu、Totani Tomonori、Morokuma Tomoki、Keane Evan、Possenti Andrea、Sugai Hajime、Yamasaki Shotaro
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 号: 5 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1093/pasj/psy102

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Diffuse X-Ray Emission from the Northern Arc of Loop I Observed with Suzaku2018

    • 著者名/発表者名
      Akita Masahiro、Kataoka Jun、Arimoto Makoto、Sofue Yoshiaki、Totani Tomonori、Inoue Yoshiyuki、Nakashima Shinya
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 862 号: 1 ページ: 88-88

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aacd08

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High-energy gamma-ray and neutrino production in star-forming galaxies across cosmic time: Difficulties in explaining the IceCube data2018

    • 著者名/発表者名
      Sudoh Takahiro、Totani Tomonori、Kawanaka Norita
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 号: 3 ページ: 49-49

    • DOI

      10.1093/pasj/psy039

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Repeating and non-repeating fast radio bursts from binary neutron star mergers2018

    • 著者名/発表者名
      Yamasaki Shotaro、Totani Tomonori、Kiuchi Kenta
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 39-39

    • DOI

      10.1093/pasj/psy029

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] X-ray Detectability of Accreting Isolated Black Holes in Our Galaxy2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuna Daichi、Kawanaka Norita、Totani Tomonori
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 477 号: 1 ページ: 791-801

    • DOI

      10.1093/mnras/sty699

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The SUrvey for Pulsars and Extragalactic Radio Bursts - II. New FRB discoveries and their follow-up2017

    • 著者名/発表者名
      Bh,ari S , Keane E F , Barr E D , Jameson A , Petroff E , Johnston S , Bailes M , Bhat N D R , Burgay M , Burke-Spolaor S , et al.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 475 号: 2 ページ: 1427-1446

    • DOI

      10.1093/mnras/stx3074

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Emergence of life in an inflationary universe2023

    • 著者名/発表者名
      Tomonori TOTANI
    • 学会等名
      International Symposium on Advanced and Sustainable Science and Technology College of Science, National Chung Hsing University, Taiwan, September 11-13
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Statistical properties of repeating FRBs, in comparison with earthquakes and solar flares2023

    • 著者名/発表者名
      Tomonori TOTANI
    • 学会等名
      The 32nd Texas Symposium on Relativistic Astrophysics, Shanghai, China, December 11-15, 2023.
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Emergence of life in an inflationary universe2023

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Totani
    • 学会等名
      Possibilities and limitations of evolutionary processes
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生命の起源と地球外生命の存在確率2023

    • 著者名/発表者名
      戸谷友則
    • 学会等名
      2040年代のスペース天文学研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Emergence of life in an inflationary universe2020

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Totani
    • 学会等名
      RESCEU summer school 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] GRBs as a reionization probe2020

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Totani
    • 学会等名
      Probing the Extragalactic Universe with High Energy and Very High Energy Sources
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fast Radio Bursts, Neutron Star Mergers, Supernovae, ... and the Cosmological Constant2019

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Totani
    • 学会等名
      the cosmos at high energies: exploring extreme physics through novel instrumentation
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] GRBs as a reionization probe / Fast radio bursts from neutron star merger2019

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Totani
    • 学会等名
      Gamma-ray Bursts in the Gravitational Wave Era 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] GRBs as reionization probes2018

    • 著者名/発表者名
      戸谷友則
    • 学会等名
      Cosmic Shadow 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Lethal radiation from nearby supernovae helps explain the small cosmological constant2018

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Totani
    • 学会等名
      8th International Workshop on Astronomy and Relativistic Astrophysics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fast Radio Burst and Non-thermal Afterglow from Binary Neutron Star Mergers2018

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Totani
    • 学会等名
      The extreme Universe viewed in very-high-energy gamma rays 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 爆発する宇宙 138億年の宇宙進化2021

    • 著者名/発表者名
      戸谷 友則
    • 総ページ数
      280
    • 出版者
      講談社
    • ISBN
      4065240840
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-12-25  

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