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2022 年度 実績報告書

H.E.S.S.望遠鏡とフェルミ衛星による宇宙線加速機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H03722
研究機関立教大学

研究代表者

内山 泰伸  立教大学, 人工知能科学研究科, 教授 (00435801)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワード宇宙線 / 粒子加速 / ガンマ線 / X線 / 超新星残骸 / パルサー星雲 / ガンマ線バースト
研究実績の概要

宇宙線加速機構の解明を目標として、フェルミガンマ線宇宙望遠鏡と H.E.S.S. 大気チェレンコフ望遠鏡群を組み合わせた GeV から TeV にわたる広範囲のガンマ線観測、およびガンマ線放射天体のX線硬X線観測による研究を推進している。(a) 宇宙線電子・陽電子の加速源として注目されるパルサー星雲、(b) 銀河宇宙線の起源として有力視されている超新星残骸、(c) PeV を超えるエネルギーの宇宙線加速源の候補となる相対論的ジェット、などの研究テーマにおいて観測的・理論的研究を進めている。本年度は超新星残骸のX線観測の研究を重点的に実施した。主要な研究実績は次の通りである。

超新星残骸カシオペアAのチャンドラ衛星によるX線観測データを用いて、南東領域の爆発噴出物逆転層の起源についての研究を行った。X線ライン放射のドップラーシフトとイメージ解析による移動速度の測定を組み合わせ、Si/Oリッチ・イジェクタがFeリッチ・イジェクタに比べて速度が小さいことを示した。これは、爆発噴出物の逆転が超新星爆発の初期あるいは爆発時に起きたことを示唆し、重力崩壊型超新星爆発の中心領域の強い活動性を支持する結果となった。

また、カシオペアAの北東ジェットから安定チタンからのK-X線を発見した。ジェット領域から観測された元素組成は、不完全ケイ素燃焼によって説明可能であり、爆発時のジェットのパワーは弱く、超新星爆発の運動学の観点ではジェットは大きな役割を果たしていない可能性が考えられる結果となった。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4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 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件)

  • [国際共同研究] Max-Planck-Institut fur Kernphysik(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Max-Planck-Institut fur Kernphysik
  • [国際共同研究] Dublin Institute for Advanced Study(アイルランド)

    • 国名
      アイルランド
    • 外国機関名
      Dublin Institute for Advanced Study
  • [雑誌論文] X-Ray Studies of the Inverted Ejecta Layers in the Southeast Area of Cassiopeia A2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuchioka Tomoya、Sato Toshiki、Yamada Shinya、Uchiyama Yasunobu
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 932 ページ: 93~93

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac6e63

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence for gamma-ray emission from the remnant of Kepler’s supernova based on deep H.E.S.S. observations2022

    • 著者名/発表者名
      H.E.S.S. Collaboration、Aharonian F.、Ait Benkhali F.、Anguener E. O.、et al.
    • 雑誌名

      Astronomy and Astrophysics

      巻: 662 ページ: A65~A65

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202243096

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Time-resolved hadronic particle acceleration in the recurrent nova RS Ophiuchi2022

    • 著者名/発表者名
      H.E.S.S. Collaboration、Aharonian F.、Ait Benkhali F.、Anguener E. O.、et al.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 376 ページ: 77~80

    • DOI

      10.1126/science.abn0567

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Discovery of stable titanium at the northeastern jet of Cassiopeia A: Need for a weak jet mechanism?2022

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Takuma、Uchiyama Yasunobu、Sato Toshiki、Higurashi Ryota、Tsuchioka Tomoya、Yamada Shinya
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 74 ページ: 334~342

    • DOI

      10.1093/pasj/psab130

    • 査読あり

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公開日: 2023-12-25  

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