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マグネターの観測に立脚した超強磁場におけるX線放射機構の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K03905
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15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

中川 友進  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 研究プラットフォーム運用開発部門, 特任研究員 (50513454)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード超強磁場中性子星 / 宇宙物理学 / X線天文学
研究開始時の研究の概要

マグネターは約1000兆ガウスの超強磁場を持つ中性子星である。磁気エネルギーの解放によりX線で輝くと提案されており、定常的にX線を放射し、ときおり間欠泉のように強烈にX線を放出するバーストを起こす。本研究の目的は、私が独自に提唱した「マイクロバーストモデル」を証明することにより、真にマグネターが強磁場を持ち、磁気エネルギーの解放によりX線で輝くというモデルを確立することである。

研究成果の概要

マグネターは量子臨界磁場を超える~10**15 Gの超強磁場を持つ中性子星である。太陽フレアとの類推から提案した「マグネターの定常放射はマイクロバーストの重ね合わせ」とする「マイクロバーストモデル」をバーストのデータを用いて観測的に検証した。その結果、95%の有意水準でバーストは≧6.1 msの継続時間を持つ同一の確率過程の現象(マイクロバースト)の重ね合わせであること、ファイアーボールの速度はv~0.5cでありローレンツ因子がγ~1.1であることを見出した。そのため本研究により、マイクロバーストモデルが観測事実を矛盾無く説明可能であるという結果が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

マグネターのX線放射を説明するために、複数の物理モデルが提案されている。マイクロバーストモデルは広いエネルギー帯域のX線放射を説明することができる先駆的な物理モデルであり、観測事実と矛盾が無い。そのため、本研究の中核となるマイクロバーストモデルは、最有力の物理モデルであり、マイクロバーストモデルの証明は先駆的な研究である。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [学会発表] 超強磁場中性子星「マグネター」のバーストの時間的な性質(4)2021

    • 著者名/発表者名
      中川友進
    • 学会等名
      日本天文学会2021年秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 超強磁場中性子星「マグネター」のバーストの時間的な性質(3)2021

    • 著者名/発表者名
      中川友進
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会(2021年)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 超強磁場中性子星「マグネター」のバーストの時間的な性質(3)2020

    • 著者名/発表者名
      中川友進
    • 学会等名
      日本天文学会2020年秋季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 超強磁場中性子星「マグネター」のバーストの時間的な性質(2)2020

    • 著者名/発表者名
      中川 友進
    • 学会等名
      日本天文学会2020年春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 超強磁場中性子星「マグネター」のバーストの時間的な性質(2)2020

    • 著者名/発表者名
      中川 友進
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Suzaku Observations of Magnetars2019

    • 著者名/発表者名
      Yujin Nakagawa
    • 学会等名
      Frascati Workshop 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] Temporal Behavior of Magnetar Bursts2019

    • 著者名/発表者名
      Yujin Nakagawa
    • 学会等名
      Physics 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] 超強磁場中性子星「マグネター」のバーストの時間的な性質2019

    • 著者名/発表者名
      中川 友進
    • 学会等名
      日本天文学会2019年秋季年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 超強磁場中性子星「マグネター」のバーストの時間的な性質2019

    • 著者名/発表者名
      中川 友進
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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