宇宙高分光X線観測・理論・地上実験から探る無衝突衝撃波の加熱・加速機構の統一理解

• 研究課題/領域番号: 23K25907
• 補助金の研究課題番号: 23H01211 (2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分16010:天文学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 馬場 彩 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (70392082)
• 研究分担者: 山口 弘悦 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (00513467) ; 山崎 了 青山学院大学, 理工学部, 教授 (40420509) ; 井上 剛志 甲南大学, 理工学部, 教授 (90531294)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2026年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2025年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2024年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2023年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
• キーワード: 無衝突衝撃波 / 超新星残骸 / プラズマ / 銀河団 / クーロン加熱

研究開始時の研究の概要

宇宙無衝突衝撃波は大規模構造形成や爆発的星形成の連鎖、宇宙線加速など様々な階層で宇宙の多様性を生み出す主役だ。だが、無衝突衝撃波での加熱・粒子加速機構は分かっていない。我々はXRISM衛星の観測開始と同時に、様々なスケール・マッハ数を持つ無衝突衝撃波(超新星残骸や銀河団)を高分光観測し、衝撃波下流プラズマの診断から無衝突衝撃波での加速・加熱機構と効率を測定する。超新星残骸と銀河団の間のマッハ数は地上レーザー実験で無衝突衝撃波を作成し、3桁にわたるマッハ数をカバーする。磁気流体に粒子加速も加えたシミュレーションと比較することで、無衝突衝撃波での加熱・粒子加速機構とその効率を統一的に解明する。