宇宙磁場の起源に関する理論的・観測的研究

• 研究課題/領域番号: 23740179
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 高橋 慶太郎 熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (80547547)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 磁場 / マイクロ波背景放射 / 活動銀河核 / ガンマ線 / 宇宙磁場 / 銀河間磁場 / 宇宙背景放射 / ファラデー回転 / 国際研究者交流 / 韓国 / オーストラリア / ブレーザー

研究概要

銀河間空間の磁場として存在していると予測される原始磁場の理論的・観測的研究を行った。理論的には原始ゆらぎのベクトルモードから生成される原始磁場の大きさ・スペクトルを導出し、マイクロ波宇宙背景放射の観測から制限をした。また、TeVガンマ線を放射する活動銀河核Mrk501,Mrk421のTeV領域とGeV領域の観測データを用い、TeVガンマ線から誘起される遅延２次ガンマ線に対する制限をつけた。その結果、銀河間空間の磁場に対して10の-20乗ガウスという下限をつけることに成功した。また、将来の広帯域電波観測をもちいた磁場観測法であるファラデートモグラフィの基本的なアルゴリズムの開発を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Fisher Analysis on Wide-Band Polarimetry for Proving the Intergalactic Magnetic Field (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinsuke Ideguchi, Keitaro Takahashi, Takuya Akahori, Kohei Kumazaki and Dongsu Ryu
  • 雑誌名: Publication of the Astronomical Society of Japan 巻: 66 号: 1 ページ: 5-5
  • DOI: 10.1093/pasj/pst007
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Constraints on the multi-lognormal magnetic elds from the observations of the cosmic microwave background and the matter power spectrum (2013)
  • 著者名/発表者名: Dai G. Yamazaki, Kiyotomo Ichiki, Keitaro Takahashi
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 88 号: 10 ページ: 103011-103011
  • DOI: 10.1103/physrevd.88.103011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lower Bounds on Magnetic Fields in Intergalactic Voids from Long-Term GeV-TeV Light Curves of the Blazar Mrk 421 (2013)
  • 著者名/発表者名: Keitaro Takahashi, Masaki Mori, Kiyotomo Ichiki, and Susumu Inoue, Hajime Takami
  • 雑誌名: Astrophysical Journal Letters 巻: 771, L42 号: 2 ページ: 6-6
  • DOI: 10.1088/2041-8205/771/2/l42
  • 査読あり
• [雑誌論文] Forecast constraints on cosmic strings from future CMB, pulsar timing and gravitational wave direct detection experiments (2013)
  • 著者名/発表者名: 黒柳幸子、宮本幸一、関口豊和、高橋慶太郎、Joseph Silk
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 87 号: 2 ページ: 23522-23522
  • DOI: 10.1103/physrevd.87.023522
  • 査読あり
• [雑誌論文] Femto-lensing due to a Cosmic String (2013)
  • 著者名/発表者名: 柳哲文、齊藤遼、仙洞田雄一、高橋慶太郎、山内大介
  • 雑誌名: Progress of Theoretical and Experimental Physics 巻: 2013 号: 1 ページ: 1-17
  • DOI: 10.1093/ptep/pts045
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identifying Subclasses of Long Gamma-Ray Bursts with Cumulative Light Curve Morphology of Prompt Emissions (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Tsutsui, T. Nakamura, D. Yonetoku, K. Takahashi and Y. Morihara
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 65 ページ: 3-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constraint on the primordial vector mode and its magnetic field generation from seven-year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe observations (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Ichiki, K.Takahashi, N.Sugiyama
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 85 号: 4 ページ: 43009-43009
  • DOI: 10.1103/physrevd.85.043009
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Lower Bounds on Intergalactic Magnetic Fields from Simultaneously Observed GeV-TeV Light Curves of the Blazar Mrk 501 (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, K., Mori, M., Ichiki, K. & Inoue, S
  • 雑誌名: Astrophys. J 巻: 744 号: 1 ページ: 4-4
  • DOI: 10.1088/2041-8205/744/1/l7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Weak lensing of CMB by cosmic (super-)strings (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Yamauchi, K. Takahashi, Y. Sendouda and C. Yoo
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 85 号: 10 ページ: 103515-103515
  • DOI: 10.1103/physrevd.85.103515
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stochastic Gravitational Wave Background Originating from Halo Mergers (2012)
  • 著者名/発表者名: 稲垣貴弘、高橋慶太郎、杉山直
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 85 号: 10 ページ: 104051-104055
  • DOI: 10.1103/physrevd.85.104051
  • 査読あり
• [雑誌論文] Forecast constraints on cosmic string parameters from gravitational wave direct detection experiments (2012)
  • 著者名/発表者名: 黒柳幸子、宮本幸一、関口豊和、高橋慶太郎、Joseph Silk
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 86 号: 2 ページ: 23503-23503
  • DOI: 10.1103/physrevd.86.023503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lower Bounds on Intergalactic Magnetic Fields from Simultaneously Observed GeV-TeV Light Curves of the Blazar Mkn 501 (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, M. Mori, K. Ichiki and S. Inoue
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 744
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Primordial Magnetic Field with Log-normal Distribution on Cosmic Microwave Background (2011)
  • 著者名/発表者名: D. G. Yamazaki, K. Ichiki and K. Takahashi
  • 雑誌名: Phys. Rev. D 巻: 84 号: 12 ページ: 123006-123006
  • DOI: 10.1103/physrevd.84.123006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Primordial magnetic fields generated by the non-adiabatic fluctuations at pre-recombination era (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Maeda, K.Takahashi, K.Ichiki
  • 雑誌名: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 巻: 11 号: 11 ページ: 45-45
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2011/11/045
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cosmic microwave background bispectrum of tensor passive modes induced from primordial magnetic felds (2011)
  • 著者名/発表者名: 白石希典
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 83 号: 12 ページ: 123003-123003
  • DOI: 10.1103/physrevd.83.123003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computation approach for CMB bispectrum from primordial magnetic fields (2011)
  • 著者名/発表者名: 白石希典
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 83 号: 12 ページ: 123523-123523
  • DOI: 10.1103/physrevd.83.123523
  • 査読あり
• [雑誌論文] CMB Bispectrum from Primordial Scalar, Vector and Tensor non-Gaussianities (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Shiraishi, D. Nitta, S. Yokoyama, K. Ichiki and K. Takahashi
  • 雑誌名: Prog. Theor. Phys 巻: 125 ページ: 795-813
  • NAID: 210000112368
  • URL: http://ptp.oxfordjournals.org/content/125/4/795
  • 査読あり
• [雑誌論文] CMB Bispectrum from Primordial Scalar, Vector and Tensor non-Gaussianities (2011)
  • 著者名/発表者名: 白石希典
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics 巻: 125 号: 4 ページ: 795-813
  • DOI: 10.1143/ptp.125.795
  • NAID: 110008607485
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Improved Ep-TL-Lp Diagram and a Robust Regression Method (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Tsutsui, T. Nakamura, D. Yonetoku, T. Murakami, Y. Morihara and K. Takahashi
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 63 ページ: 741-753
  • 査読あり
• [学会発表] Probing Intergalactic Magnetic Fields with Square Kilometre Array (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi
  • 学会等名: Multi-Messenger Approaches to Cosmic Rays : Origins and Space frontiers
  • 発表場所: IAP, Paris, France
  • 年月日: 2013-11-28
• [学会発表] Probing Intergalactic Magnetic Fields with Square Kilometer Array (2013)
  • 著者名/発表者名: Keitaro Takahashi
  • 学会等名: Multi-Messenger Approaches to Cosmic Rays: Origins and Space frontiers
  • 発表場所: Institut d'Astrophysique de Paris, France
  • 招待講演