高エネルギー宇宙物理学の理論的研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13440061
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 高原 文郎 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20154891)
• 研究分担者: 政井 邦昭 東京都立大学, 理学研究科, 助教授 (80181626) ; 柴田 晋平 山形大学, 理学部, 教授 (90187401) ; 嶺重 慎 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (70229780) ; 楠瀬 正昭 関西学院大学, 理工学部, 教授 (40211883) ; 星野 真弘 東京大学, 理学系研究科, 教授 (90241257)
• キーワード: 降着円盤 / 相対論的ジェット / ガンマ線バースト / 活動銀河 / 粒子加速 / ブラックホール / 銀河団 / 天体プラズマ

研究概要

本年度は本研究課題の最終年にあたり、各分担者が個別研究課題の研究のとりまとめを行うとともに、大阪大学においてまとめの研究会を開催した。研究会の集録は成果報告書に含められている。研究会では、各課題について3年間の研究成果のまとめを報告するとともに、今後の発展方向についても議論した。また、超新星残骸での粒子加速についての集中的検討が行われた。費用の大部分はこの研究会の旅費と報告書出版に当てられた。本年度も分担者はそれぞれの課題の研究を進め、多数の論文を発表している。研究成果の主なものとしては以下のものがあげられる。
1.着円盤については、磁場の役割のシミュレーション研究が進んだ。増幅された磁場が円盤からタワー状に噴出する可能性が指摘され、ジェット形成とのかかわりが検討された。また、磁場再結合がX線光度の時間変動と関わる様子が具体的に解明された。
2.相対論的ジェットの形成機構として、ウィーンファイアボールモデルの定量的検討が進められ、モンテカルロ法による輻射流体力学の解が得られ、その有望さが確認された。また、大規模ジェットとホットスポット形成の数値シミュレーションおよび多周波観測との比較により、その物理状態を解明した。
3.熱的粒子の加速機構については、超新星残骸SN1006およびRXJ1713.7の多周波観測をもとに、陽子起源か電子起源かの問題、衝撃波の非線形変形の程度などの理論的検討が行われた。

研究成果

• [文献書誌] S.Iwamoto: "Wien Fireball Model of Relativistic Outflows in Active Galactic Nuclei"Astrophysical Journal. 601. 78-89 (2004)
• [文献書誌] K.Ohsuga: "Spectral Energy Distribution in Supercritical Disk Accretion through Photon Trapping Effects"Astrophysical Journal. 596. 429-436 (2003)
• [文献書誌] Y.Kato: "Formation of Send-relativistic Jets from Magnetospheres of Accreting Neutron Stars : Injection of Hot Bubbles into a Magnetic Tower"Astrophysical Journal. 600. 338-342 (2004)
• [文献書誌] K.Hirotani: "Electrodynamics of Outer-Gap Accelerator : Formation of Soft Power-low Spectrum Between 100 MeV and 3 GeV"Astrophysical Journal. 591. 334-353 (2003)
• [文献書誌] M.Takizawa: "Chandra Observations of the Central Region of Abell 3112"Astrophysical Journal. 595. 142-150 (2003)
• [文献書誌] M.Kusunose: "The Electron Spectrum in 3C 279 and the Observed Emission Spectrum"Astrophysical Journal. 592. L5-L8 (2003)
• [文献書誌] T.Totani: "A Failed Gamma-Ray Burst with Dirty Energetic Jets Spirited Away? New Implications for the Gamma-Ray Burst-Supernova Connection from SN 2002ap"Astrophysical Journal. 598. 1151-1162 (2003)
• [文献書誌] R.Yamazaki: "An off-axis jet model for GRB980425 and low-energy Gamma Ray Bursts"Astrophysical Journal. 594. L79-L82 (2003)
• [文献書誌] K.Murata: "X-ray and Gamma-Ray Emission from the PSR 1259-63 / Be Star System"Publ.Astron.Soc.Japan. 55. 473-481 (2003)
• [文献書誌] N.Shimada, M.Hoshino: "Electron-Ion Coupling Dynamics in the Shock Transition Region"Physics of Plasmas. 10. 1113-1119 (2003)
• [文献書誌] T.Terasawa: "Astrophysical Particle Acceleration--Heliosphere as an Astrophysical Laboratory---"Prog.Theo.Phys.Supplement. 151. 95-104 (2003)
• [文献書誌] S.Nagataki: "Explosive Nucleosynthesis Associated with Formation of Jet-induced Gamma-Ray Bursts in Mass"Astrophysical Journal. 596. 401-413 (2003)