| 研究課題/領域番号 |
21K03624
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分16010:天文学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
牧島 一夫 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 名誉教授 (20126163)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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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 |
1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
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| キーワード | 中性子星 / マグネター / 宇宙Ｘ線 / 磁場進化 / パルス位相変調 / トロイダル磁場 / 磁場 / 自由歳差運動 / Ｘ線 / ガンマ線連星 / X線 / 宇宙X線 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
マグネターと呼ばれる一群の中性子星は、強烈な磁場をエネルギー源としてX線を放射すると考えらえる。我々は３例のマグネターで、その自転パルスの位相が、パルス周期より４桁ほど長い周期で進み遅れする「位相変調」現象を発見した。これは部の強い磁場の応力で星がわずかに縦長に変形し、自由歳差運動が起きた結果と解釈できる。本研究では、「すざく」衛星および米国 NuSTAR衛星の公開データを用い、約10天体のマグネターから同様な位相変調を検出することで、それらの内部磁場の強さを観測的に推定するという、世界初の試みに挑戦する。
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| 研究成果の概要 |
我が国の科学衛星「あすか」および「すざく」などで取得された、マグネター天体の公開データの解析を続けた結果、７個のマグネターにおいて、自転パルスがその自転周期より４桁も長い周期で位相変調されていることを突き止めた。これは内部に潜む10の16乗ガウスのトロイダル磁場により、星がわずかに縦長に変形し、自由歳差運動が起きた結果と解釈される。7天体で推定されたトロイダル磁場の強度を、それらの双極子磁場の強度で割ったところ、その比が年齢とともに増加することを発見した。これは双極子磁場に比べ、トロイダル磁場がより長く保持されることを意味し、マグネターの末裔とおぼしき何種類かの中性子星の存在をよく説明できる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
我々の結果は、宇宙でおそらく最強の磁場を発見したことを意味する。10の16乗ガウスのトロイダル磁場の存在は、いくつかの傍証から示唆されてはいたものの、その観測的検証に挑んだ研究は、我々の知る限り皆無である。我々が得たパルス位相変調という手掛かりは、データの詳細解析と基礎物理学を通じて到達したものであり、何らかの理論予測に導かれたものではなく、外国の後追いでもない。用いたデータがおもに日本の科学衛星が取得したものであることも鑑みると、本研究の成果はは掛け値なしに100パーセント「日本オリジナル」なものであると自負できる。
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