| 研究課題/領域番号 |
20J21480
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 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
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
岡 知彦 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2022年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 宇宙線 / 超新星残骸 / ガンマ線 / 望遠鏡開発 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
宇宙線の起源は未解明である。中でも1 PeVまでは銀河系内で生成されていると考えられているが観測的証拠はない。宇宙線陽子が原子核反応を経て放射するガンマ線を観測することで加速天体を特定できる。本研究では、CTA大口径ガンマ線望遠鏡を完成させ、既存のMAGIC望遠鏡との共同観測体制を構築する。これにより、候補天体の放射起源解明、最大加速エネルギーの検出を可能にし、系内宇宙線起源の存在を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
本研究において、天の川銀河系内の超新星残骸が1ペタ電子ボルトまでの宇宙線の生成源であるかを高エネルギーガンマ線観測から探索するため、現行のMAGICガンマ線望遠鏡を用いた天体観測、および、次世代TeVガンマ線天文台CTAの開発を進めた。
当該年度は、超新星残骸の最大加速エネルギーの時間発展という点についてより理解を深めるべく、昨年度までに開発し個別天体への適応に成功した粒子スペクトルモデルを、他天体への適応することを試みた。新たに適応した2天体（超新星残骸G106.3+2.7、および、G335.2+0.1）において、そのモデルが適応可能であることを新たに発見し、それらの天体の周辺の高密ガス領域におけるガンマ線放射の起源が、過去に超新星残骸で加速され逃走した宇宙線陽子によるものだと結論づけた。さらに、このモデリング結果は、調査した3つの超新星残骸全てで過去に1ペタ電子ボルトまで宇宙線を加速していたことを示しており、その生成量は地球での当エネルギー帯域の宇宙線測定量と一致することも発見した。これらは、PeVまでの宇宙線起源は超新星残骸であるというパラダイムを強く裏付ける結果となっており、発見から100年間以上たった今なお未解明であった宇宙線起源の解明に重要な進展を与えるものになった。上記の研究と並行して開発を進めた次世代ガンマ線望遠鏡CTAの観測により、さらにそのモデルパラメータに対する強い制限を得られるという示唆も得ている。
上記の結果は博士論文として、またその一部はすでに学術論文としてまとめ、公開している。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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