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2015 年度 実施状況報告書

加速粒子から宇宙線へ - 次世代X線・γ線天文台を用いた銀河宇宙線生成現場の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K05107
研究機関青山学院大学

研究代表者

馬場 彩  青山学院大学, 理工学部, 准教授 (70392082)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードX線天文学 / ガンマ線天文学 / 超新星残骸 / 超新星 / 中性子星
研究実績の概要

宇宙線は、自然放射線の一部であるなど我々に身近な存在であり、銀河の基本構成要素の一つである。にもかかわらず、発見から100年以上たった現在もその生成過程が明らかになっていない。本研究の目的は、超新星残骸が加速した粒子が「逃亡」し、宇宙線になる様を明らかにすることである。
本年度は、初年度の立ち上げとして、X線天文衛星「すざく」による宇宙線加速可能性超新星残骸の追観測を行なった。特にガンマ線天文衛星Fermiで検出され、現在までX線での観測がない2天体について詳しく解析を行なった。これらは、宇宙線がまさに逃げつつある超新星残骸として注目されている。1天体は、ガンマ線検出のある超新星残骸特有のmixed morphology型の形状を持つことを発見した。これを発展させ、ガンマ線超新星残骸のガンマ線光度とX線光度の比が、超新星残骸の年齢に対して反相関を持つことを示した。この理由はまだ定かではないが、今後のガンマ線超新星残骸の探査に有用な関係だと思われる。また、もう一天体からは衝撃波面からの熱的X線放射を発見した。また、超新星残骸の超高エネルギーガンマ線観測についての検討も続けている。
その他にも、超新星、超新星残骸、パルサー星雲、中性子星-中性子星合体などからのX線・ガンマ線に関する研究を行なった。
これらの結果をまとめ、査読付き論文にまとめた。その他、高エネルギー宇宙物理学に関する招待講演、一般向け講演なども行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究のメインターゲットである、宇宙線が逃亡しつつある可能性のある超新星残骸を複数観測、論文にまとめた。個々の天体の成果としては大きい。また、予想より進んだ研究としては、X線やガンマ線の光度がどのように進化していくか突き止められたことである。一方でなぜこのような進化になるのか、宇宙線との関連など物理的な解釈はまだ進んでいない。これらを総合して、おおむね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

引き続きX線・ガンマ線による超新星残骸の研究を続ける。特に超高エネルギーガンマ線を利用した宇宙線加速の理解の検討を行う。また、10 keV以上で初の撮像能力を持つNuSTARの観測データを用い、宇宙線加速可能性のある超新星残骸の研究を行なう。

次年度使用額が生じた理由

投稿していた論文の一部の受理が年度末になった関係で、論文投稿料の支払いが次年度以降になった。また、2015年12月に開催を予定していたASTRO-Hサイエンス会議が延期になり、旅費などが不要になった。

次年度使用額の使用計画

投稿論文の支払いは粛々と行う。また、サイエンス会議は開かれ次第出席予定である。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 6件、 査読あり 9件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] NASA/GSFC(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      NASA/GSFC
  • [国際共同研究] Univ. of Manitoba(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      Univ. of Manitoba
  • [国際共同研究] Nanjing University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Nanjing University
  • [国際共同研究] Osservatorio Astronomico di Palermo(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      Osservatorio Astronomico di Palermo
  • [国際共同研究] der Universit¨at Heidelberg/Heidelberger Institut/0Max-Planck-Institut f¨ur Astrophysik(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      der Universit¨at Heidelberg/Heidelberger Institut/0Max-Planck-Institut f¨ur Astrophysik
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      1
  • [雑誌論文] Discovery of X-ray Emission from the Galactic Supernova Remnant G32.8-0.1 with Suzaku2016

    • 著者名/発表者名
      A. Bamba, Y. Terada, J. Hewitt, R. Petre, L. Angelini, S. Safi-Harb, P. Zhou, F. Bocchino, M., Sawada
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 818 ページ: 63

    • DOI

      10.3847/0004-637X/818/1/63

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] New Identification of the Mixed-Morphology Supernova Remnant G298.6-0.0 with Suzaku2016

    • 著者名/発表者名
      A. Bamba, M. Sawada, Y. Nakano, Y. Terada, J. Hewitt, R. Petre, L. Angelini
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 未定 ページ: 未定

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Suzaku observations of two diffuse hard X-ray sources G22.0+0.0 and G23.5+0.12016

    • 著者名/発表者名
      S. Yamauchi, M. Sumita, A. Bamba
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 未定 ページ: 未定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gamma-ray line emission from neutron star merger ejecta and its effects on the heating rate2016

    • 著者名/発表者名
      K. Hotokezaka, S. Wanajo, M. Tanaka, A. Bamba, Y. Terada, and T. Piran
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 未定 ページ: 未定

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Measurements of the Soft Gamma-ray Emission from SN2014J with Suzaku2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Terada, K. Maeda, Y. Fukazawa, A. Bamba, Y. Ueda, S. Katsuda, T. Enoto, T.Takahashi, T. Tamagawa, F. K. R¨opke, A. Summa, R. Diehl
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 未定 ページ: 未定

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Suzaku observations of the hard X-ray spectrum of Vela Jr2016

    • 著者名/発表者名
      S. Takeda, A. Bamba, Y. Terada, M.S. Tashiro, S. Katsuda, R. Yamazaki, Y. Ohira, W.B. Iwakiri
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 未定 ページ: 未定

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] On cosmic-ray production efficiency at supernova remnant shocks propagating into realistic diffuse interstellar medium2015

    • 著者名/発表者名
      J. Shimoda, T. Inoue, Y. Ohira, R. Yamazaki, A. Bamba, J. Vink
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 803 ページ: 98

    • DOI

      10.1088/0004-637X/803/2/98

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sub-MeV band observation of a hard burst from AXP 1E 1547.0-5408 with the Suzaku Wide-band All-sky Monitor2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yasuda, W.B. Iwakiri, M.S. Tashiro, Y. Terada, T. Kouzu, T. Enoto, Y. E. Nakagawa. A. Bamba, Y. Urata, K. Yamaoka, M. Ohno, S. Shibata, K. Makishima
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 67 ページ: 41

    • DOI

      10.1093/pasj/psv011

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Suzaku observations of the old pulsar wind nebula candidate HESS J1356-6452015

    • 著者名/発表者名
      M. Izawa, T. Dotani, T. Fujinaga, A. Bamba, M. Ozaki, J.S. Hiraga
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 67 ページ: 43

    • DOI

      10.1093/pasj/psv013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 「すざく」でみたTeV ガンマ線未同定天体2015

    • 著者名/発表者名
      馬場彩
    • 雑誌名

      天文月報

      巻: 108 ページ: 809-814

    • オープンアクセス
  • [学会発表] NGHXT で狙う超新星残骸のサイエンス2016

    • 著者名/発表者名
      馬場 彩
    • 学会等名
      第16回宇宙科学シンポジウム
    • 発表場所
      宇宙科学研究所
    • 年月日
      2016-01-06
  • [学会発表] Particle Acceleration and Environments of Supernova Remnants2015

    • 著者名/発表者名
      A. Bamba
    • 学会等名
      Workshop on Supernovae and Their Remnants - The Elegant Last Dance of Stars -
    • 発表場所
      ISAS, Japan
    • 年月日
      2015-11-09
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] What can we learn on cosmic ray acceleration with ASTRO-H ?2015

    • 著者名/発表者名
      A. Bamba
    • 学会等名
      Central Engines in the High Energy Universe
    • 発表場所
      KEK, Japan
    • 年月日
      2015-10-08
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] X-ray properties of young SNRs with GeV/TeV gamma-rays2015

    • 著者名/発表者名
      A. Bamba
    • 学会等名
      SNR Workshop
    • 発表場所
      Nagoya Univ., Japan
    • 年月日
      2015-06-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Non-thermal Phenomena in Shocks2015

    • 著者名/発表者名
      A. Bamba
    • 学会等名
      Japanese-Dutch Bilateral Workshop: Spectroscopy of Cosmic Plasma in the Era of ASTRO-H
    • 発表場所
      Aoyama Gakuin Univ., Japan
    • 年月日
      2015-05-26
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] Japanese-Dutch Bilateral Workshop: Spectroscopy of Cosmic Plasma in the Era of ASTRO-H2015

    • 発表場所
      Aoyama Gakuin University
    • 年月日
      2015-05-25 – 2015-05-29

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-24  

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