衝撃波加速理論による宇宙線陽子・電子比の起源解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21540259
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 東京大学 (2010-2011); 東京工業大学 (2009)
• 研究代表者: 寺澤 敏夫 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (30134662)
• 連携研究者: 浅野 勝晃 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (80399279) ; 天野 孝伸 東京大学, 理学系研究科, 助教 (00514853) ; 羽田 亨 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 教授 (30218490) ; 山崎 了 青山学院大学, 理工学部, 准教授 (40420509)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 宇宙線(理論)

研究概要

本研究では、宇宙空間・宇宙の極限環境におけるさまざまな粒子加速機構について、最新の理論と観測結果を用いた研究を行い、長年の謎である宇宙線陽子・電子比決定メカニズムに迫った。中心的に扱われたのは衝撃波加速機構、乱流統計加速機構であり、それらを共通のキーワードとして、地球定在衝撃波から超新星衝撃波、ガンマ線バーストに伴う相対論的衝撃波まで、広範なパラメタ領域における加速機構の描像の最新化に寄与した。

研究成果

• [雑誌論文] 宇宙線の源と加速・伝搬の理論 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大平豊、山崎了、寺澤敏夫
  • 雑誌名: 物理学会誌 巻: 67巻 ページ: 832-837
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclotron resonant interactions in cosmic particle accelerators (2012)
  • 著者名/発表者名: Terasawa,T.,and S. Matsukiyo
  • 雑誌名: Space Science Reviews 巻: vol.173 ページ: 623-640
  • DOI: DOI:10.1007/s11214-012-9878-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Escape of cosmic-ray electrons from supernova reminants (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohira,Y.,R.Yamazaki,N.Kawanaka,and K.Ioka
  • 雑誌名: Mon.Not.R.Astron.Soc 巻: 427 ページ: 91-102
  • DOI: DOI:10.1111/j.1365-2966.2012.21908.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonlinear dissipation of circularly polarized Alfven waves due to the beam-induced obliquely propagating waves (2012)
  • 著者名/発表者名: Nariyuki,Y.,T.Hada,and K.Tsubouchi
  • 雑誌名: Phys.Plasmas 巻: 19,082317 ページ: 1-8
  • DOI: DOI:10.1063/1.4748296
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron accelerations at high Mach number shocks:Two-dimensional particle-in-cell simulations in various parameter regimes (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, Y., T. Amano and M.Hoshino
  • 雑誌名: Astrophys. J. 巻: 755,109 ページ: 1-11
  • DOI: DOI:10.1088/0004-637X/755/2/109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Delayed Onset of High-energy Emissions in Leptonic and Hadronic Models of Gamma-Ray Bursts (2012)
  • 著者名/発表者名: Asano, K., and P. Macszaros
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: Volume 757 ページ: 115-126
  • DOI: DOI:10.1088/0004-637X/757/2/115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collisionless shocks and particle acceleration: Lessons from studies of heliospheric shocks, in Advances in Plasma Astrophysics, IAU Symposium (2011)
  • 著者名/発表者名: Terasawa, T.
  • 雑誌名: International Astronomical Union 巻: Volume 274 ページ: 214-219
  • DOI: DOI:10.1017/S174392131100696X
• [雑誌論文] Shocks in the Heliosphere,Chapter 12,in The Sun, the Solar Wind, and the Heliosphere, by M.P. Miralles and J. Sanchez Almeida.Proceedings of the conference held 23-30 August, 2009 in Sopron, Hungary (2011)
  • 著者名/発表者名: Terasawa,T.
  • 雑誌名: IAGA Special Sopron Book Series 巻: Vol.4.
• [雑誌論文] Anomalous deformation of the Earth's bow shock in the lunar wake: Joint measurement by Chang'E-1 and SELENE (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishino, M. N., T.Terasawa
  • 雑誌名: Planet. Space Sci. 巻: 59 ページ: 378-386
  • DOI: DOI:10.1016/j.pss.2011.01.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relativistic electron shock drift acceleration in low Mach number galaxy cluster shocks (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsukiyo, S., Y. Ohira, R.Yamazaki, and T. Umeda
  • 雑誌名: Astrophys.J. 巻: 742,47 ページ: 1-9
  • DOI: Doi:10.1088/0004-637X/742/1/47
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solar-type magnetic reconnection model for magnetar giant flares (2010)
  • 著者名/発表者名: Masada, Y., S. Nagataki, K. Shibata, and T. Te rasawa
  • 雑誌名: Pub. Astron. Soc. Jpn 巻: 62 ページ: 1093-1102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure of a strong supernova shock wave and rapid electron acceleration confined in its transition region (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimada, N., M. Hoshino, and T.Amano
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 巻: 17, 032902 ページ: 1-10
  • DOI: DOI:10.1063/1.3322828
  • 査読あり
• [雑誌論文] Escape-limited model of cosmic-ray acceleration revisited (2010)
  • 著者名/発表者名: Ohira, Y., K. Murase, and R. Yamazaki
  • 雑誌名: Astron. Astrophys 巻: 513, A17 ページ: 1-10
  • DOI: DOI:10.1051/0004-6361/200913495
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heating and acceleration of ions in nonresonant Alfvenic turbulence (2010)
  • 著者名/発表者名: Nariyuki, Y., T. Hada,and K.Tsubouchi
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 巻: 17,072301 ページ: 1-5
  • DOI: DOI:10.1063/1.3449592
  • 査読あり
• [雑誌論文] A critical Mach number for electron injection in collisionless shocks (2010)
  • 著者名/発表者名: Amano, T., M. Hoshino
  • 雑誌名: Phys. Rev. Letters 巻: 104,181102 ページ: 1-4
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevLett.104.181102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measureing the Cosmic-Ray Acceleration Efficiency of a Supernova Reminant (2009)
  • 著者名/発表者名: Hedler,E.A, R.Yamazaki
  • 雑誌名: Science 巻: 325 ページ: 719-722
  • DOI: DOI:10.1126/science.1173383
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gamma-ray spectrum of RX J1713.7-3946 in the Fermi era and future detection of neutrinos (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, R., K. Kohri, and H.Katagiri
  • 雑誌名: Astron. Astrophys 巻: 495 ページ: 9-13
  • DOI: DOI:10.1051/0004-6361:200810845
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasma instabilities as a result of charge exchange in the downstream region of supernova remnant shocks (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohira, Y., T. Terasawa, and F.Takahara
  • 雑誌名: Astrophys. J. Lett. 巻: 703 ページ: L59-L62
  • DOI: DOI:10.1088/0004-637X/703/1/L59
  • 査読あり
• [雑誌論文] Slow heating model of gamma-ray burst:Photon spectrum and delayed emission (2009)
  • 著者名/発表者名: Asano, K., and T. Terasawa
  • 雑誌名: Astrophys. J. 巻: 705 ページ: 1714-1720
  • DOI: DOI:10.1088/0004-637X/705/2/1714
  • 査読あり
• [学会発表] ブレーザー放射スペクトルのフェルミ二次加速モデル (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅野勝晃
  • 学会等名: 天文学会春季大会
  • 発表場所: 埼玉大学
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] 太陽フレアにおけるニュートリノ放射の数値的研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 武石隆治、寺澤敏夫、古徳純一
  • 学会等名: 天文学会春季大会
  • 発表場所: 埼玉大学
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] 相対論的Shear flow起源の乱流場における粒子加速 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小尾善男、寺澤敏夫
  • 学会等名: 天文学会春季大会
  • 発表場所: 埼玉大学
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] 相対論的強度の円偏波電磁波に関するパラメトリック不安定の線形解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 天野孝伸、星野真弘
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会秋学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2012-10-22
• [学会発表] 非定常地球磁気圏衝撃波の同時多点観測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 羽田亨
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会秋学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2012-10-22
• [学会発表] 相対論的電磁波変性衝撃波の構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 天野孝伸
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会秋学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2012-10-21
• [学会発表] 時間発展シミュレーションによるガンマ線バースト光球モデルの検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅野勝晃
  • 学会等名: 天文学会秋季大会
  • 発表場所: 大分大学
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] 招待講演宇宙X線観測と宇宙線物理学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 寺澤敏夫
  • 学会等名: 物理学会秋季大会
  • 発表場所: 京都産業大学「シンポジウム宇宙X線観測の50年と物理学へのインパクト」
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] P.Meszaros、ガンマ線バーストにおけるハドロン起源放射の光度曲線 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅野勝晃
  • 学会等名: 天文学会春季大会
  • 発表場所: 龍谷大学
  • 年月日: 2012-03-22
• [学会発表] 天文コミュニティ側から実験室宇宙物理に期待すること (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎了
  • 学会等名: 天文学会春季大会
  • 発表場所: 龍谷大学
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] 変成衝撃波による衝撃波統計加速のテスト粒子シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 羽田亨、松清修一
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会秋学会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2011-11-04
• [学会発表] 衝撃波ドリフト加速に伴う電子注入過程 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松清修一、羽田亨
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会秋学会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2011-11-04
• [学会発表] P.Meszaros、時間発展シミュレーションによるガンマ線バースト放射機構の探索 (2011)
  • 著者名/発表者名: 浅野勝晃
  • 学会等名: 天文学会秋季大会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 確率微分方程式を用いた宇宙線粒子加速シミュレーション・コードの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山崎了、寺澤敏夫
  • 学会等名: 天文学会秋季大会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] ガンマ線バーストにおける陽子加速と電子・陽電子対注入 (2011)
  • 著者名/発表者名: 浅野勝晃、村瀬孔大、寺澤敏夫
  • 学会等名: 天文学会春季大会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2011-03-18
• [学会発表] 反射イオンを用いた非定常衝撃波のリモートセンシング (2010)
  • 著者名/発表者名: 松清修一、羽田亨
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会秋学会
  • 発表場所: 沖縄県市町村自治会館
  • 年月日: 2010-11-01
• [学会発表] 揺らいだ衝撃波面におけるドリフト加速 (2010)
  • 著者名/発表者名: 天野孝伸
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会秋学会
  • 発表場所: 沖縄県市町村自治会館
  • 年月日: 2010-11-01
• [学会発表] ガンマ線バーストのハドロンモデル (2010)
  • 著者名/発表者名: 浅野勝晃
  • 学会等名: 天文学会秋季大会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] フェルミが観測したガンマ線バーストの物理 (2010)
  • 著者名/発表者名: 浅野勝晃
  • 学会等名: 天文学会春季大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2010-03-25
• [学会発表] 相対論的アルフヴェン波の非線形発展に伴う粒子加速 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松清修一、羽田亨
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会秋学会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] 環電流粒子の自己無撞着な運論的数値シミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 天野孝伸
  • 学会等名: 地球電磁気・地球惑星圏学会秋学会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] 相対論的プラズマにおける2次統計加速とガンマ線バースト (2009)
  • 著者名/発表者名: 浅野勝晃、寺澤敏夫
  • 学会等名: 物理学会秋季大会
  • 発表場所: 甲南大学岡本キャンパス
  • 年月日: 2009-09-26
• [備考]
  • URL: http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/hea/hea-j.html