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2019 年度 実績報告書

マグネター放射機構の解明とガンマ線偏光観測のための次世代コンプトンカメラの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17J04145
研究機関東京大学

研究代表者

米田 浩基  東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
キーワードガンマ線連星 / 中性子星 / マグネター / MeVガンマ線
研究実績の概要

昨年度から引き続き、MeVガンマ線帯域において、重要な天体であるガンマ線連星の解析を進めた。本年度は、昨年度から行っている、ガンマ線連星LS 5039の硬X線での周期解析をより詳細に行った。すざく衛星・NuSTAR衛星のどちらからも周期性の兆候が見つかり、その値から議論すると、この天体が、マグネターと呼ばれる10^15 G程度の極めて強い磁場を持った超強磁場中性子星を含み、磁気エネルギーを放射エネルギー源としている可能性が高いことを主張した。この結果を、いくつかの国際・国内学会で発表するとともに、論文投稿を行った。また、追観測による検証が不可欠であるため、そのための観測提案も提出した。
さらに、NuSTAR衛星とFermi衛星を用いた X線・GeVガンマ線でのエネルギースペクトルと軌道運動に対する依存性の調査を行い、軟X線と硬X線放射の放射の安定性が異なっている兆候と、2GeV付近を境にガンマ線フラックスの軌道位相への依存性が大きく異なっていることを発見した。加えて、シンクロトロンスペクトルモデルを構築し、広帯域スペクトルと比較することで、MeVガンマ線を放射する電子のエネルギー分布は、べき約1程度の極めて硬いスペクトルを持っていることを示し、LS 5039の粒子加速機構への新たな制限を与えた。以上の結果については、現在、論文化を進めている。
より詳細な観測・理論的研究が必要ではあるが、研究目的であるマグネターのX線放射機構の解明に対して、ガンマ線連星 LS 5039がマグネターを含むという可能性を通じて「連星におけるマグネター」という新たな視点を導くことができた。
電子飛跡型半導体コンプトンカメラでは、論文に向けて必要な追加データの取得を行った。現在、実験データの解析と論文化を進めている。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] Max Planck Institute for Nuclear Physics(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Max Planck Institute for Nuclear Physics
  • [国際共同研究] Yale University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Yale University
  • [学会発表] ガンマ線連星LS 5039のX線ガンマ線放射の研究2020

    • 著者名/発表者名
      米田 浩基
    • 学会等名
      高宇連 博士論文発表会
  • [学会発表] Detection of hard X-ray pulsation from LS 5039 using Suzaku and NuSTAR2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yoneda
    • 学会等名
      Variable Galactic Gamma-Ray Sources(V)
    • 国際学会
  • [学会発表] Sign of hard X-ray pulsation from the gamma-ray binary system LS 50392019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Yoneda
    • 学会等名
      The cosmos at high energies: exploring extreme physics through novel instrumentation
    • 国際学会
  • [学会発表] ガンマ線連星 LS5039からの硬X線パルスの検出2019

    • 著者名/発表者名
      米田 浩基
    • 学会等名
      第2回MeVガンマ線天文学研究会

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公開日: 2021-01-27  

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