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2018 年度 研究成果報告書

乱流粒子加速に基づく高エネルギー天体現象の新たな描像

研究課題

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研究課題/領域番号 16K05291
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 天文学
研究機関東京大学

研究代表者

浅野 勝晃  東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (80399279)

研究分担者 寺木 悠人  旭川工業高等専門学校, 一般理数科, 講師 (40733093)
研究協力者 林田 将明  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード粒子加速 / 乱流 / ガンマ線バースト / 活動銀河核ジェット
研究成果の概要

高エネルギー天体で生み出されている高エネルギー粒子は、衝撃波によって加速されているというのが従来の描像であった。しかし、我々は乱流による粒子加速モデルを提案し、これがブレーザーなどの観測されている天体の光子スペクトルを良く説明することを示した。観測に合う加速モデルは、加速時間がエネルギーに依存しない、Hard-sphere加速と呼ばれるものであることを明らかにした。さらに我々は乱流の中のテスト粒子の運動を追うことで、粒子加速シミュレーションを行い、Hard-sphere加速が実現することを示した。

自由記述の分野

高エネルギー宇宙物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の衝撃波加速モデルでは、粒子のエネルギー分布をうまく説明できなかった。これに代わって近年活発に議論されている磁気再結合モデルは、強い磁場が要求される。しかし、観測は弱い磁場を示唆していた。我々の乱流モデルは、弱い磁場と高エネルギー粒子の分布を自然に両立させることに成功した。宇宙での粒子加速の描像を大きく変更するものである。このモデルを第一原理的なシミュレーションで実証したことも意義深い。

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公開日: 2020-03-30  

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