宇宙線変性衝撃波における粒子加速と磁場増幅

• 研究課題/領域番号: 22740118
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 東京大学 (2012); 名古屋大学 (2010-2011)
• 研究代表者: 天野 孝伸 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教 (00514853)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2010年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 宇宙線 / プラズマ / 衝撃波 / 粒子加速 / 超新星残骸 / 磁場

研究概要

天体衝撃波における宇宙線加速機構の問題点である非線形反作用の問題を注入問題との関連に着目しながら議論した。数値シミュレーションおよび理論解析によって新しい注入問題の解を提唱し、これが既存の観測を矛盾なく説明し得ることを明らかにした。また、反作用によって変性を受けた宇宙線変性衝撃波の安定性を詳細に調べた。更に、相対論的衝撃波においては相対論的強度の電磁波によって、新しいタイプの変性衝撃波が形成されることも分かった。

研究成果

• [雑誌論文] The Role of Superluminal Electromagnetic Waves in Pulsar Wind Termination Shocks (2013)
  • 著者名/発表者名: Amano, T., Kirk, J.G
  • 雑誌名: Astrophys. J. 巻: 770 ページ: 18-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-moment advection scheme in three dimension for Vlasov simulations of magnetized plasma (2013)
  • 著者名/発表者名: Minoshima, T., Matsumoto, Y., Amano, T
  • 雑誌名: J. Comput. Phys 巻: 236 ページ: 81-95
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-moment advection scheme in three dimension for Vlasov simulations of magnetized plasma (2013)
  • 著者名/発表者名: Minoshima, T., Matsumoto, Y., Amano, T.
  • 雑誌名: Journal of Computational Physics 巻: 236 ページ: 81-95
  • DOI: 10.1016/j.jcp.2012.11.024
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Role of Superluminal Electromagnetic Waves in Pulsar Wind Termination Shocks (2013)
  • 著者名/発表者名: Amano, T., Kirk, J. G.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron Accelerations at High Mach Number Shocks: Two-Dimensional Particle-in-Cell Simulations inVarious Parameter Regimes (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, Y., Amano, T., Hoshino, M
  • 雑誌名: Astrophys. J 巻: 755 ページ: 109-109
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Numerical Electromagnetic Linear Dispersion Relation for Maxwellian Ring-Beam Velocity Distributions (2012)
  • 著者名/発表者名: Umeda, T., Matsukiyo, S., Amano, T., Miyoshi, Y
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 巻: 19 ページ: 72107-72107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent Progress in the Theory of Electron Injection in Collisionless Shocks (2012)
  • 著者名/発表者名: Amano, T., Hoshino, M
  • 雑誌名: Astrophys. Space Sci. Proc 巻: 33 ページ: 143-152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular and Atomic Gas toward HESS J1745-303 in the Galactic Center: Further Support for the Hadronic Scenario (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, T., Torii, K., Enokiya, R., Amano, T., Fukui, Y
  • 雑誌名: Publ. Astron. Soc. Jpn 巻: 64 ページ: 8-8
  • NAID: 10030386082
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron accelerations at high Mach number shocks:Two-dimensional particle-in-cell simulations in various parameter regimes (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, Y., T. Amano and M.Hoshino
  • 雑誌名: Astrophys. J. 巻: 755,109 号: 2 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1088/0004-637x/755/2/109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular and Atomic Gas toward HESS J1745-303 in the Galactic Center : Further Support for the Hadronic Scenario (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, T., Torii, K., Enokiya, R., Amano, T., Fukui, Y.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 64 ページ: 8-8
  • NAID: 10030386082
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stochastic Acceleration of Cosmic Rays in the Central Molecular Zone of the Galaxy (2011)
  • 著者名/発表者名: Amano, T., Torii, K., Hayakawa, T., Fukui, Y
  • 雑誌名: Publ. Astron. Soc. Jpn 巻: 63
  • NAID: 10030385043
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-Moment Advection Scheme for Vlasov Simulations (2011)
  • 著者名/発表者名: Minoshima, T., Matsumoto, Y., Amano, T
  • 雑誌名: J. Comput. Phys 巻: 230(17) ページ: 6800-6823
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-consistent Kinetic Numerical Simulation Model for Ring Current Particles in the Earth's Inner Magnetosphere (2011)
  • 著者名/発表者名: Amano, T., Seki, K., Miyoshi, Y., Umeda, T., Matsumoto, Y., Ebihara, Y., Saito, S.
  • 雑誌名: J. Geophys. Res 巻: 116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stochastic Acceleration of Cosmic Rays in the Central Molecular Zone of the Galaxy (2011)
  • 著者名/発表者名: Amano, T., Torii, K., Hayakawa, T, Fukui, Y.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 63
  • NAID: 10030385043
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Critical Mach Number for Electron Injection in Collisionless Shocks (2010)
  • 著者名/発表者名: Amano, T., Hoshino, M
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 104 ページ: 181102-181102
  • 査読あり
• [雑誌論文] A critical Mach number for electron injection in collisionless shocks (2010)
  • 著者名/発表者名: Amano, T., Hoshino, M.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 104 ページ: 181102-181102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent Progress in the Theory of Electron Injection in Collisionless Shocks
  • 著者名/発表者名: Amano, T., Hoshino, M.
  • 雑誌名: Astrophysics and Space Science Proceedings 巻: (印刷中)(in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 相対論的電磁変性衝撃波の構造と電磁エネルギー散逸 (2013)
  • 著者名/発表者名: 天野孝伸,J.Kirk
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] Structure of Relativistic Shock Modified by Nonlinear Superluminal Waves (2013)
  • 著者名/発表者名: Amano, T., Kirk, J. G.
  • 学会等名: Nonlinear Waves and Chaos Workshop 9
  • 発表場所: La Jolla, USA
  • 年月日: 2013-03-07
• [学会発表] 相対論的電磁変性衝撃波の構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 天野孝伸,J.Kirk
  • 学会等名: 日本地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2012-10-21
• [学会発表] パルサー風の終端衝撃波における電磁エネルギーの散逸 (2012)
  • 著者名/発表者名: 天野孝伸,J.Kirk
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
  • 発表場所: 大分大学
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 相対論的衝撃波における電磁場エネルギーの散逸 (2012)
  • 著者名/発表者名: 天野孝伸,J.Kirk
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2012-05-22
• [学会発表] Self-consistent Drift-kinetic Numerical Ring-current Modeling : Five-dimensional Vlasov-Maxwell Approach (2012)
  • 著者名/発表者名: Amano, T., Seki, K. Miyoshi, Y., Umeda, T., Matsumoto, Y., Ebihara, Y., Saito,S.
  • 学会等名: Inner Magnetosphere Coupling II (IMC II)
  • 発表場所: Los Angeles, USA
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] Self-consistent Kinetic Ring Current Modeling : The GEMSIS-RC Code (2012)
  • 著者名/発表者名: Amano, T., Seki, K. Miyoshi, Y., Umeda, T., Matsumoto, Y., Ebihara, Y., Saito, S.
  • 学会等名: GEMSIS International Workshop
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2012-03-12
• [学会発表] Nonthermal Electron Acceleration and Injection in Collisionless Shocks (2011)
  • 著者名/発表者名: Amano, T., Hoshino, M
  • 学会等名: International Astrophysics Forum Alpbach (IAFA) 2011
  • 発表場所: Alpbach, Austria
  • 年月日: 2011-06-24
• [学会発表] Nonthermal Electron Acceleration and Injection in Collisionless Shocks (2011)
  • 著者名/発表者名: Amano, T., Hoshino, M.
  • 学会等名: International Astrophysics Forum Alpbach (IAFA) 2011
  • 発表場所: Alpbach, Austria(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-24
• [学会発表] Kinetic and Self-consistent Numerical Modeling of the Terrestrial Inner Magnetosphere (2011)
  • 著者名/発表者名: Amano, T., Seki, K. Miyoshi, Y., Umeda, T., Matsumoto, Y., Ebihara, Y., Saito, S.
  • 学会等名: 6th International Conference on Numerical Modeling of Space Plasma Flows (ASTRONUM 2011)
  • 発表場所: Valencia, Spain
  • 年月日: 2011-06-17
• [学会発表] イオンスケール揺らぎ存在下における電子の衝撃波ドリフト加速の効率 (2011)
  • 著者名/発表者名: 天野孝伸
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] イオンスケールの揺らぎ存在下における電子の衝撃波ドリフト加速の効率 (2011)
  • 著者名/発表者名: 天野孝伸
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 千葉、幕張メッセ
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] Development of a FullySelf-consistent Numerical Simulation Model for Ring Current Dynamics in the Inner Magnetosphere (2010)
  • 著者名/発表者名: Amano, T., Seki, K., Miyoshi, Y., Umeda, T., Matsumoto, Y., Ebihara, Y., Saito, S.
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2010-12-13
• [学会発表] 揺らいだ衝撃波面におけるドリフト加速 (2010)
  • 著者名/発表者名: 天野孝伸
  • 学会等名: 日本地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
  • 発表場所: 沖縄県市町村自治会館
  • 年月日: 2010-11-01
• [学会発表] 揺らいだ衝撃波面におけるドリフト加速 (2010)
  • 著者名/発表者名: 天野孝伸
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会
  • 発表場所: 沖縄・那覇
  • 年月日: 2010-11-01
• [学会発表] Electron Acceleration and Injection by Whistler Waves in Collisionless Shocks (2010)
  • 著者名/発表者名: Amano, T., Hoshino, M.
  • 学会等名: 2010International Space Plasma Symposium
  • 発表場所: Tinan, Taiwan
  • 年月日: 2010-06-28
• [学会発表] Electron acceleration and injection by whistler waves in collisionless shocks (2010)
  • 著者名/発表者名: Amano, T., Hoshino, M.
  • 学会等名: 2010 International Space Plasma Symposium
  • 発表場所: Tainan, Taiwan(invited talk)(招待講演)
  • 年月日: 2010-06-28
• [学会発表] 無衝突衝撃波における電子注入の臨界マッハ数 (2010)
  • 著者名/発表者名: 天野孝伸,星野真弘
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] 無衝突衝撃波における電子注入の臨界マッハ数 (2010)
  • 著者名/発表者名: 天野孝伸, 星野真弘
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 千葉・幕張
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] 相対論的衝撃波における電磁場エネルギーの散逸
  • 著者名/発表者名: 天野孝伸, Kirk J. G.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012年度連合大会
  • 発表場所: 千葉、幕張メッセ
• [学会発表] パルサー風の終端衝撃波における電磁エネルギー散逸
  • 著者名/発表者名: 天野孝伸, Kirk J. G.
  • 学会等名: 日本天文学会2012年秋季年会
  • 発表場所: 大分、大分大学
• [学会発表] 相対論的電磁波変性衝撃波の構造
  • 著者名/発表者名: 天野孝伸, Kirk J. G.
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会2012年秋学会
  • 発表場所: 札幌、札幌コンベンションセンター
• [学会発表] Structure of Relativistic Shock Modified by Nonlinear Superluminal Waves
  • 著者名/発表者名: Amano, T., Kirk, J. G.
  • 学会等名: Nonlinear Waves and Chaos Workshop 9
  • 発表場所: USA, San Diego
  • 招待講演
• [学会発表] 相対論的電磁変性衝撃波の構造と電磁エネルギー散逸
  • 著者名/発表者名: 天野孝伸, Kirk J. G.
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 東広島、広島大学
  • 招待講演