宇宙の加速器ガンマ線バーストと全粒子天文学

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21684014
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 井岡 邦仁 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (80402759)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• キーワード: 宇宙物理(理論)

研究概要

宇宙一明るい爆発現象であるガンマ線バースト(GRB)は、宇宙最強の加速器である。 GRB やそれと関連する中性子星からは光子以外のさまざまな粒子が放出されていると考えられる。我々はこれらが放出する高エネルギー宇宙線や高エネルギーガンマ線、ニュートリノ、重力波などの特徴を理論的に計算して、全粒子天文学の観測によって GRB の中心で生まれるブラックホールとジェットの謎およびエネルギーフロンティアに迫る基礎作りを行った。

研究成果

• [雑誌論文] Upper limit on the cosmological gamma-ray background (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshiyuki Inoue and Kunihito Ioka
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: vol. 86 ページ: 023003 [8]
  • URL: http://adsabs.harvard.edu/abs/2012PhRvD..86b3003I
  • 査読あり
• [雑誌論文] The survival of nuclei in jets associated with core-collapse supernovae (2012)
  • 著者名/発表者名: Shunsaku Horiuchi, Kohta Murase,Kunihito Ioka, and Peter Meszaros
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: Volume 753 ページ: 69 [14]
  • URL: http://adsabs.harvard.edu/abs/2012ApJ...753...69H
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gamma-ray flare and absorption in Crab Nebula: Lovely TeV--PeV astrophysics (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazunori Kohri, Yutaka Ohira, and Kunihito Ioka
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 424 ページ: 2249-2254
  • URL: http://adsabs.harvard.edu/abs/2012MNRAS.424.2249K
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prospects for Detecting Gamma-Ray Bursts at Very High Energies with the Cherenkov Telescope Array (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun Kakuwa, Kohta Murase, Kenji Toma, Susumu Inoue, Ryo Yamazaki, and Kunihito Ioka
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 425 ページ: 514-526
  • URL: http://adsabs.harvard.edu/abs/2012MNRAS.425..514K
  • 査読あり
• [雑誌論文] Population III Gamma-Ray Bursts and Breakout Criteria for Accretion-Powered Jets (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Nagakura, Yudai Suwa, and Kunihito Ioka
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 754 ページ: 85 [21]
  • URL: http://adsabs.harvard.edu/abs/2011arXiv1104.5691N
  • 査読あり
• [雑誌論文] Escape of cosmic-ray electrons from supernova remnants (2012)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Ohira, Ryo Yamazaki, Norita Kawanaka, and Kunihito Ioka
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 427 ページ: 91-102
  • URL: http://adsabs.harvard.edu/abs/2011arXiv1106.1810O
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design concepts for the Cherenkov Telescope Array CTA: an advanced facility for ground-based high-energy gamma-ray astronomy (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Actis, et al
  • 雑誌名: Experimental Astronomy 巻: 32 ページ: 193-316
  • URL: http://adsabs.harvard.edu/abs/2011ExA....32..193A
  • 査読あり
• [雑誌論文] Afterglow of a binary neutron star merger (2011)
  • 著者名/発表者名: Masaru Shibata, Yudai Suwa, Kenta Kiuchi, and Kunihito Ioka
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 734 ページ: L36 [5]
  • URL: http://adsabs.harvard.edu/abs/2011ApJ...734L..36S
  • 査読あり
• [雑誌論文] Population III.1 and III.2 Gamma-Ray Bursts: Constraints on the Event Rate for Future Radio and X-ray Surveys (2011)
  • 著者名/発表者名: Rafael S de Souza, Naoki Yoshida, and Kunihito Ioka
  • 雑誌名: Astronomy and Astrophysics 巻: 533 ページ: A32 [9]
  • URL: http://adsabs.harvard.edu/abs/2011A%26A...533A..32D
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetar Asteroseismology withLong-Term Gravitational Waves (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazumi Kashiyama and Kunihito Ioka
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 83 ページ: 081302 [5]
  • URL: http://adsabs.harvard.edu/abs/2011PhRvD..83h1302K
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gamma-Ray Burst without Baryonic and Magnetic Load? (2011)
  • 著者名/発表者名: Kunihito Ioka, Yutaka Ohira, Norita Kawakana,andAkiraMizuta
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics 巻: 126 ページ: 555-564
  • URL: http://adsabs.harvard.edu/abs/2011PThPh.126..555I
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cosmic-ray Helium Hardening (2011)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Ohira and Kunihito Ioka
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 729 ページ: L13 [5]
  • URL: http://cdsads.u-strasbg.fr/abs/2011ApJ...729L..13O
  • 査読あり
• [雑誌論文] TeV Electron Spectrum for Probing Cosmic-ray Escape from a Supernova Remnant (2011)
  • 著者名/発表者名: Norita Kawanaka, Kunihito Ioka, Yutaka Ohira, and Kazumi Kashiyama
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 729 ページ: 93 [7]
  • URL: http://cdsads.u-strasbg.fr/abs/2011ApJ...729...93K
  • 査読あり
• [雑誌論文] White dwarf pulsars as possible cosmic ray electron-positron factories (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazumi Kashiyama, Kunihito Ioka, and Norita Kawanaka
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 83 ページ: 023002 [17]
  • URL: http://cdsads.u-strasbg.fr/abs/2011PhRvD..83b3002K
  • 査読あり
• [雑誌論文] Can Gamma-ray Burst Jets Break Out the First Stars? (2011)
  • 著者名/発表者名: Yudai Suwa and Kunihito Ioka
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 726 ページ: 107 [7]
  • URL: http://cdsads.u-strasbg.fr/abs/2011ApJ...726..107S
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-Dimensional Simulations of MHD Turbulence Behind Relativistic Shock Waves and Their Implications for GRBs (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Inoue, Katsuaki Asano, and Kunihito Ioka
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 734 ページ: 77 [14]
  • URL: http://adsabs.harvard.edu/abs/2011ApJ...734...77I
  • 査読あり
• [雑誌論文] Very High Lorentz Factor Fireballs and Gamma-Ray Burst Spectra (2010)
  • 著者名/発表者名: Kunihito Ioka
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics 巻: 124 ページ: 667-710
  • URL: http://cdsads.u-strasbg.fr/abs/2010PThPh.124..667I
  • 査読あり
• [雑誌論文] Can We Probe the Lorentz Factor of Gamma-ray Bursts from GeV-TeV Spectra Integrated Over Internal Shocks? (2010)
  • 著者名/発表者名: Junichi Aoi, Kohta Murase, Keitaro Takahashi, Kunihito Ioka, and Shigehiro Nagataki
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 722 ページ: 440-451
  • URL: http://cdsads.u-strasbg.fr/abs/2010ApJ...722..440A
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Gamma-Ray Burst/Pulsar for Cosmic Ray Positrons with a Dark Matter-Like Spectrum (2010)
  • 著者名/発表者名: Kunihito Ioka
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics 巻: 123 ページ: 743-755
  • URL: http://cdsads.u-strasbg.fr/abs/2010PThPh.123..743I
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-energy emission as a test of the prior emission model for gamma-ray burst afterglows (2010)
  • 著者名/発表者名: Kohta Murase, Kenji Toma, Ryo Yamazaki, Shigehiro Nagataki, and Kunihito Ioka
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters 巻: 402 ページ: L54-L58
  • URL: http://adsabs.harvard.edu/abs/2010MNRAS.402L..54M
  • 査読あり
• [雑誌論文] Is Cosmic Ray Electron Excess from Pulsars Spiky or Smooth?: Continuous and Multiple Electron/Positron Injections (2010)
  • 著者名/発表者名: Norita Kawanaka, Kunihito Ioka, and Mihoko M. Nojiri
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 710 ページ: 958-963
  • URL: http://cdsads.u-strasbg.fr/abs/2010ApJ...710..958K
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hypernova and Gamma-ray Burst Remnants as TeV Unidentified Sources (2010)
  • 著者名/発表者名: Kunihito Ioka and Peter Meszaros
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 709 ページ: 1337-1342
  • URL: http://cdsads.u-strasbg.fr/abs/2010ApJ...709.1337I
  • 査読あり
• [雑誌論文] Is the PAMELA anomaly caused by supernova explosions near the Earth? (2009)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Fujita, Kazunori Kohri, Ryo Yamazaki, and Kunihito Ioka
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 80 ページ: 063003 [5]
  • URL: http://cdsads.u-strasbg.fr/abs/2009PhRvD..80f3003F
  • 査読あり
• [雑誌論文] Statistical Properties of Gamma-Ray Burst Polarization (2009)
  • 著者名/発表者名: Kenji Toma, Takanori Sakamoto, Bing Zhang, Joanne E. Hill, Mark L. McConnell, Peter F. Bloser, Ryo Yamazaki, Kunihito Ioka, and Takashi Nakamura
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 698 ページ: 1042-1053
  • URL: http://cdsads.u-strasbg.fr/abs/2009ApJ...698.1042T
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-Evolution of Peak Energy and Luminosity Relation within Pulses for GRB 061007: Probing Fireball Dynamics (2009)
  • 著者名/発表者名: Masanori Ohno, Kunihito Ioka, Kazutaka Yamaoka, Makoto Tashiro, Yasushi Fukazawa, and Yujin E. Nakagawa
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 61 ページ: 201-211
  • URL: http://cdsads.u-strasbg.fr/abs/2009PASJ...61..201O
  • 査読あり
• [学会発表] Cosmic Ray Helium Hardening (2012)
  • 学会等名: 国際会議 TeV Particle Astrophysics 2012
  • 発表場所: Mumbai, India
  • 年月日: 20121210-14
• [学会発表] Gamma-Ray Burst Breakouts (2012)
  • 学会等名: 国際会議 13th Marcel Grossmann Meeting
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 20120701-07
• [学会発表] GRB Breakouts (2012)
  • 学会等名: 国際会議 Gamma-Ray Bursts in the Era of Rapid Follow
  • 発表場所: Liverpool, UK
  • 年月日: 20120618-22
• [学会発表] Gamma-Ray Bursts, Cosmic-Ray Origins, & Plasma Physics (2012)
  • 学会等名: 国際セミナー
  • 発表場所: Oxford, UK
  • 年月日: 2012-06-15
• [学会発表] Gamma-Ray Burst without Baryonic and Magnetic Load? (2011)
  • 学会等名: 国 際 会 議 Gamma Ray Bursts, their progenitors and the role of thermal emission
  • 発表場所: Les Houches (France)
  • 年月日: 20111002-07
• [学会発表] Population III Gamma-Ray Burst (2011)
  • 学会等名: 国 際 会 議 Gamma Ray Bursts, their progenitors and the role of thermal emission
  • 発表場所: Les Houches (France)
  • 年月日: 20111002-07
• [学会発表] TeV Electron and Helium for probing Galactic Accelerators (2011)
  • 学会等名: 国際会議 Multi-Messenger Astronomy of Cosmic Rays
  • 発表場所: KIAA, Beijing, China
  • 年月日: 20110411-14
• [学会発表] Gamma-Ray Burst without Baryon Load? (2011)
  • 学会等名: 国際セミナー
  • 発表場所: Hebrew University, Israel
  • 年月日: 2011-06-12
• [学会発表] 高エネルギー宇宙物理学 (2010)
  • 学会等名: 第23回 理論天文学宇宙物理学懇談会シンポジウム「林忠四郎先生と天文学・宇宙物理学」
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所
  • 年月日: 20101220-22
• [学会発表] Gravitational wave and high energy phenomena (2010)
  • 学会等名: 国際会議 The 20th Workshop on General Relativity and Gravitation (JGRG20)
  • 発表場所: YITP Kyoto Univ
  • 年月日: 20100921-25
• [学会発表] Gamma-Ray Burst (GRB) Science with LST (2010)
  • 学会等名: 国際会議 CTA LST Workshop Meeting
  • 発表場所: Cosener's House, Abington (UK)
  • 年月日: 2010-11-07
• [学会発表] Multi Messenger Astronomy (2010)
  • 学会等名: 国際会議 Symposium on Scientific Utilization of JEM Kibo on International Space Station (ISS)
  • 発表場所: Suzuki Umetaro Hall, Wako, RIKEN (Japan)
  • 年月日: 2010-04-27
• [学会発表] Extreme Objects in the Universe (2009)
  • 学会等名: 国際会議 Sokendai International Symposium 2009
  • 発表場所: 湘南国際村
  • 年月日: 20091215-17
• [学会発表] 宇宙線・宇宙物理領域, 素粒子論領域, 素粒子実験領域合同シンポジウム「ダークマターと宇宙線」 (2009)
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 甲南大学
  • 年月日: 20090910-13
• [学会発表] Cosmic-Ray Positrons from Astrophysical Sources: GRBs, Pulsars and SNRs (2009)
  • 学会等名: 国際会議 The Energetic Cosmos: from Suzaku to Astro-H
  • 発表場所: Otaru
  • 年月日: 20090629-0702
• [学会発表] Cosmic-Ray Positrons from Astrophysical Sources: GRBs, Pulsars and SNRs (2009)
  • 学会等名: 国際会議 GRB Physics
  • 発表場所: KIAA, Peking University, Beijing (China)
  • 年月日: 20090615-19
• [学会発表] Cosmic-Ray Positrons from Astrophysical Sources: GRBs, Pulsarsand SNRs (2009)
  • 学会等名: 国際会議 Physics of Relativistic Flows: An observational view
  • 発表場所: Nordita, Stockholm (Sweden)
  • 年月日: 20090601-02
• [図書] フェルミ・バブルから探る銀河系中心の過去の活動性, 天文月報SKYLIGHT、9 月号 (2012)
  • 著者名/発表者名: 片岡 淳・戸谷友則・井岡邦仁
• [備考]
  • URL: http://research.kek.jp/people/ioka/index.html