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2018 年度 実績報告書

中性子星種族の多様性とそれを作り出す中性子星磁気圏の多様性・変動性の起源の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H01246
研究機関山形大学

研究代表者

柴田 晋平  山形大学, 理学部, 客員教授 (90187401)

研究分担者 木坂 将大  青山学院大学, 理工学部, 研究員 (10639107)
榎戸 輝揚  京都大学, 白眉センター, 特定准教授 (20748123)
寺澤 敏夫  早稲田大学, 理工学術院, 客員上級研究員(研究院客員教授) (30134662)
三澤 浩昭  東北大学, 理学研究科, 准教授 (90219618)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード中性子星 / パルサー / X線天文学 / 電波天文学 / 磁気圏 / 粒子加速
研究実績の概要

(1)中性子星の様々な種族についてNICERを用いて詳細スペクトルの比較を行う計画については、キャリブレーションが遅延しているため中断し、X線光度と磁場強度の相関について研究を進めた:アーカイブデータの解析とともに新たにSwift による観測を実施した。現在解析を進めている。また、マグネターのスペクトルサンプルとしてCXOU J171405.7 - 381031 の XMM Newton による X 線スペクトルの決定をおこなった。これによってこのマグネターについて信頼のおける温度と比熱的成分を決定できた。
また、スペクトル解析に変わるものとして時間変動解析を開始した。普通の回転駆動型パルサー、強磁場パルサー、マグネターの各種族で一つづつサンプルを選び、三種の天体についてNICERの観測データの整約をおこなった。一方、比較のために、時間変動のシ>ミュレータの開発を行なった。
(2)ポーラーキャップの粒子加速のシミュレーター(一次元近似)開発については、基本的な枠組みを完成し、電子陽電子対の生成を再現できるようになった。ただし、雪崩の終端においてはピッチ角が大きくなるために一次元近似に限界があることがわかった。これと比較するために電子陽電子対雪崩の解析的な近似解を求めた。これによってシミュレーションと比較できるようにした。
(3)カニパルサーのgiant radio pulse の国内での電波観測とNICERによるX線加速を同時に行うプロジェクトを開始し観測データの集積を現在行なっている。
(4)海外の研究者との打ち合わせが遅延した(繰越)2019年夏にXMMなど他の観測機器へも拡大すこととし、オランダのSRONにおいてデータ解析の打ち合わせを行なった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

X線観測装置NICERは2017年6月の打ち上げ以来順調に観測データを集積しているが、本課題で得たい精密なスペクトルについてはキャリブレーションにまだ問題がのこっている。精密なスペクトルのキャリブレーションにはさらに多くの時間とマンパワーが必要である。現在、いろいろな種類の中性子星のスペクトルの比較は行なっていない。一方、高い精度でのX線光子の到来時間の分析には良い結果がえられているため、時間解析を優先して行なっている。

今後の研究の推進方策

スペクトル解析を一時中断し、時間解析を優先することとした。普通のパルサー、強磁場パルサー、マグネターといった種族の違いによる時間変動の違いをしらべることにより、課題としていたダイポル成分ではない変動する磁場の役割の研究を積極的に進めることとする。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 3件)

  • [国際共同研究] NASAゴダード宇宙飛行センター・NICERプロジェクト(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      NASAゴダード宇宙飛行センター・NICERプロジェクト
  • [雑誌論文] Relativistic fireball reprise: radio suppression at the onset of short magnetar bursts2019

    • 著者名/発表者名
      Yamasaki, Shotaro; Kisaka, Shota; Terasawa, Toshio; Enoto, Teruaki
    • 雑誌名

      MNRAS

      巻: 483 ページ: 4175-4186

    • DOI

      10.1093/mnras/sty3388

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy-dependent intensity variation of the persistent X-ray emission of magnetars observed with Suzaku2018

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Yujin、Ebisawa Ken、Enoto Teruaki
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 ページ: 32

    • DOI

      10.1093/pasj/psy013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scattered Short Gamma-Ray Bursts as Electromagnetic Counterparts to Gravitational Waves and Implications of GW170817 and GRB 170817A2018

    • 著者名/発表者名
      Kisaka Shota、Ioka Kunihito、Kashiyama Kazumi、Nakamura Takashi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 867 ページ: 39~39

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aae30a

    • 査読あり
  • [学会発表] Crab pulsar電波パルスの統計的性質2019

    • 著者名/発表者名
      寺澤敏夫
    • 学会等名
      京都大学理学研究科
    • 招待講演
  • [学会発表] Multi-frequency radio observations of a new outburst from the recently reactivated transient magnetar XTE J1810-1972019

    • 著者名/発表者名
      Eie, Sujin 他
    • 学会等名
      日本天文学会
  • [学会発表] パルサーポーラーキャップにおける電子陽電子カスケードからの放射モデルの完成に向けて2018

    • 著者名/発表者名
      柴田晋平
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
  • [学会発表] マグネターCXOU J171405.7-381031のXMM NewtonによるX線スペクトルの決定2018

    • 著者名/発表者名
      渡邊 春花
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
  • [学会発表] 光子計数による可視パルサール観測のための半導体光センサの性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      荻原理沙
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
  • [学会発表] Swift 衛星を用いた強磁場電波パルサーの系統的観測[2018

    • 著者名/発表者名
      渡邉瑛里
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
  • [学会発表] ショートガンマ線バーストの長時間放射成分の散乱2018

    • 著者名/発表者名
      木坂 将大
    • 学会等名
      第31回理論懇シンポジウム
  • [学会発表] ブラックホール磁気圏での電磁カスケード2018

    • 著者名/発表者名
      木坂 将大
    • 学会等名
      高エネルギー天体現象小研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] ブラックホール磁気圏での電場遮蔽2018

    • 著者名/発表者名
      木坂 将大
    • 学会等名
      高エネルギー宇宙物理学研究会2018
  • [学会発表] Scattered short gamma-ray bursts2018

    • 著者名/発表者名
      Shota Kisaka
    • 学会等名
      Jet and Shock Breakouts in Cosmic Transients
    • 招待講演
  • [学会発表] パルサー・突発天体の電波観測/日本の現状2018

    • 著者名/発表者名
      寺澤敏夫
    • 学会等名
      光学赤外線天文連絡会

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公開日: 2021-01-27  

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