| 研究課題/領域番号 |
19H01893
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
大平 豊 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40589347)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
2022年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 宇宙線 / 超新星残骸 / 初期宇宙 / プラズマ / 磁場 / 衝撃波 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、宇宙初期の天体現象による宇宙線加速と磁場生成の機構を調べ、宇宙誕生後いつから宇宙線が加速され、いつから他の天体現象に重要な寄与をし始めたのかを解明する。
現在の宇宙には宇宙線と呼ばれる高エネルギーな荷電粒子が存在する。宇宙線が宇宙誕生後いつから作られたのか、いつから重要な役割を果たすようになったのかは謎である。
宇宙初期に宇宙線が効率よく加速されることがわかった場合、これまでの宇宙線を無視した宇宙初期での天体形成と進化に関する研究の再考察が必要となる。本研究を含め、これらの再考察は「宇宙初期でのプラズマ宇宙物理学」という未開拓の領域を切り開くことになる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、宇宙誕生後いつから宇宙線が加速され、いつから宇宙線が宇宙の様々なな現象に重要な寄与をし始めたのかを調べた。宇宙が誕生して数億年後の初代星の爆発によって生じた無衝突衝撃波で、最初の宇宙線が加速されることを明らかにした。その初代宇宙線が銀河間空間を伝搬する際に、磁場を生成したり、ガスを加熱したりすることを明らかにした。また、この宇宙線にって作られた種磁場は、現在の宇宙に存在する磁場の起源となりえること、宇宙線による宇宙初期のガス加熱が、将来の２１cm観測によって検証可能であることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現在の宇宙では、宇宙線によって銀河風が吹いたり、宇宙のガスを加熱したり、分子雲や原始惑星系円盤の電離率が決まったり、雷などの地球大気中の雷雲中の放電現象を開始させたり、様々な空間スケールで宇宙線が重要な役割を果たすと指摘されている。しかし、宇宙が誕生していつから宇宙線が加速され、いつから現在のように宇宙線が様々な天体現象に重要な役割を果たすようになったのか？全く調べられていなかった。本研究は、その問題提議とプラズマ物理学に基づく研究を最初に行った。これは、星や銀河が作られていく熱的宇宙の進化とは対照的な、高エネルギー粒子が重要な役割を果たす、非熱的宇宙の開始と進化を理解するための研究と言える。
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