ガンマ線バーストの起源の理論的研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究領域: ガンマ線バーストで読み解く太古の宇宙・研究の総括
• 研究課題/領域番号: 19047004
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 中村 卓史 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80155837)
• 研究分担者: 野本 憲一 東京大学, 数物連携宇宙研究機構, 特任教授 (90110676) ; 長滝 重博 京都大学, 基礎物理学研究所, 准教授 (60359643) ; 大向 一行 京都大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (70390622) ; 井岡 邦仁 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (80402759) ; 山崎 了 青山学院大学, 理学研究科, 准教授 (40420509)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• キーワード: ガンマ線バースト / 初代星の形成 / 超新星爆発 / ジェット / 残光 / 距離指標

研究概要

各分担者が(1)Gamma Ray Burst (以後GRBと略称)の距離指標の研究(2)GRBの親星、母銀河の研究(3)GRBと超新星爆発の研究(4)ジェットの発生と伝搬の研究(5)GRBと残光の放射機構等を主にとりあげ、TV会議等を駆使して常時緊密に連絡を取りながらGRBの起原に迫る研究を行った。その結果(1)重元素が存在しない初代星が宇宙初期の密度揺らぎから形成されて、進化をし、最終的にGRBとして観測される過程を明らかにすることが出来た。(2)初代のGRBまでの距離を決める手段としての米徳関係式はデータの精度が10%レベルのものに絞り、光度をGRB静止系で決めると距離指標となることが分かった。これら以外にも(3)米徳関係式の起源(4)GRBのshallow decay phaseの起源(5)相対論的MHDコードによるGRBのエネルギー源の解明等にも大きな成果があった。

研究成果

• [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, K.Takahashi Publ.
  • 雑誌名: Astron.Soc.Japan in press
• [雑誌論文] Can Gamma-Ray Burst Jets Break Out the First Stars? (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Suwa, K.Ioka
  • 雑誌名: the Astrophysical Journal Volume 726 ページ: 107-114
• [雑誌論文] On the Implications of Late Internal Dissipation for Shallow-Decay Afterglow Emission and Associated High-Energy Gamma-Ray Signals (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Murase, K.Toma, R.Yamazaki, P.Meszaros
  • 雑誌名: the Astrophysical Journal Volume 732 ページ: 77-93
• [雑誌論文] Evolution of Massive Protostars via Disk Accretion (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hosokawa, H.W.Yorke, K.Omukai
  • 雑誌名: the Astrophysical Journal Volume 721 ページ: 478-482
• [雑誌論文] A Core-collapse Supernova Model for the Extremely Luminous Type Ic Supernova 2007bi : Alternative to Pair-instability SupernovaModel (2010)
  • 著者名/発表者名: Moriya, T., Tominaga, N., Tanaka, M., Maeda, K., Nomoto, K.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 717 ページ: L83-L86
• [雑誌論文] Evolution of Very Massive Population III Stars with Mass Accretionfrom Pre-main Sequence to Collapse (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohkubo, T., Nomoto, K., Umeda, H., Yoshida, N., Tsuruta, S.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 706 ページ: 1184-1193
• [雑誌論文] Development of a General Relativistic Magnetohydrodynamic Code and Its Application to the Central Engine of Long Gamma-Ray Bursts (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Nagataki
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Volume 704,Issue 2 ページ: 937-950
• [雑誌論文] Prior Emission Model for X-ray Plateau Phase of Gamma-Ray Burst Afterglows (2009)
  • 著者名/発表者名: Ryo Yamazaki
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 690 ページ: L118-L121
• [雑誌論文] Protostar Formation in the Early Universe (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, N., Omukai, K., Hernquist, L.
  • 雑誌名: Science 321 ページ: 669
• [雑誌論文] Gamma ray Bursts in 1.8 < z< 5.6 suggest that the time variation of dark energy is small (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Kodama, D.Yonetoku, T.Murakami, R.Tsutsui, T.Nakamura
  • 雑誌名: Mon.Not.Roy.Astron.Soc. 391 ページ: L1-L4
• [雑誌論文] Unstable GRB Photospheres and e+/-Annihilation Lines (2007)
  • 著者名/発表者名: Ioka, Kunihito, Murase, Kohta, Toma, Kenji, Nagataki, Shigehiro, Nakamura, Takashi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 670 ページ: L77-L80
• [学会発表] Low metalicity Star Formation (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Omukai
  • 学会等名: The First Stars and Galaxies
  • 発表場所: Austin USA
  • 年月日: 20100300
• [学会発表] Gamma Ray Cosmology Project (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryo Tsutsui Takashi Nakamura, Daisuke Yonetoku, Toshio Murakami, Keitaro Takahashi
  • 学会等名: The Essential Cosmology for the Next Generation
  • 発表場所: Playa del Carmen Mexico
  • 年月日: 20100100
• [学会発表] Prior Emission Model for the Plateau Phase in the X-ray Afterglow (2009)
  • 著者名/発表者名: Ryo Yamazaki
  • 学会等名: The Shocking Universe
  • 発表場所: Venice Italy
  • 年月日: 20090600
• [学会発表] Toward Understanding of GRB-Supernova Connection by General Relativistic MHD simulation (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Nagataki
  • 学会等名: 4th Sakharov Conference on Physics
  • 発表場所: Moscow Russia
  • 年月日: 20090500
• [学会発表] Chemical Yields from supernova and intermediate-mass stars (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Nomoto
  • 学会等名: The Galaxy Disk in a Cosmological Context IAU Symp.250
  • 発表場所: Copenhagen Denmark
  • 年月日: 20080600