宇宙大規模構造形成に伴う超高エネルギー物理過程の研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22540278
• 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 (2011-2012); 京都大学 (2010)
• 研究代表者: 井上 進 東京大学, 宇宙線研究所, 協力研究員 (80413954)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 宇宙線 / 宇宙大規模構造 / 銀河団 / ガンマ線 / X 線

研究概要

銀河・銀河団などの宇宙の大規模構造は、重力の影響で衝突を繰り返しながら形成されてきたと考えられているが、その際生じる衝撃波によって高エネルギー粒子の加速とガンマ線放射なども自然に起きると予想され、このような現象が、謎の超高エネルギー宇宙線や未同定ガンマ線源の起源となっている可能性もある。我々はこれらの物理過程の理論的研究を進めるとともに、現在のX線・ガンマ線観測を通じてその検証を試みたところ、少なくとも一部の予想を裏付ける結果が得られた。このような、宇宙の最大スケールにおける加速現象は、将来の高精度観測で一層理解が進むと期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Suzaku Detection of Thermal X-ray Emission Associated with the Western Radio Lobe of Fornax A (2013)
  • 著者名/発表者名: Seta, H., Tashiro, M., Inoue, S
  • 雑誌名: Pub. Astron. Soc. J 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray and Radio Follow-up Observations of High-Redshift Blazar Candidates in the Fermi-LAT Unassociated Source Population (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, Y., Kataoka, J., Niinuma, K., Honma, M., Inoue, Y., Totani, T., Nakamori, T., Maeda, K., Inoue, S
  • 雑誌名: Astrophys. J 巻: (in press)
  • URL: http://arxiv.org/abs/1306.3552
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suzaku X-Ray Observations of the Accreting NGC 4839 Group of Galaxies and the Radio Relic in the Coma Cluster (2013)
  • 著者名/発表者名: Akamatsu, H., Inoue, S., Sato, T., Matsushita, K., Ishisaki, Y., Sarazin, C. L.
  • 雑誌名: Pub. Astron. Soc. J 巻: (in press)
  • URL: http://arxiv.org/abs/1302.2907
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lower Bounds on Magnetic Fields in Intergalactic Voids from Long-Term GeV-TeV Light Curves of the Blazar Mrk 421 (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, K., Mori, M., Ichiki, K., Inoue, S. and Takami, H.
  • 雑誌名: Astrophys. J. Lett 巻: (in press)
  • URL: http://arxiv.org/abs/1303.3069
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extragalactic Background Light from "Hierarchical Galaxy Formation: Gamma-Ray Attenuation up to the Epoch of Cosmic (2013)
  • 著者名/発表者名: Inoue, Y., Inoue, S., Kobayashi, M. A. R., Makiya, R., Niino, Y., Totani, T
  • 雑誌名: Reionization and the First Stars"Astrophys. J 巻: 768 ページ: 197
  • DOI: DOI:10.1088/0004-637X/768/2/197
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gamma-Ray Burst Science in the Era of theCherenkov Telescope Array (2013)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S., Granot, J., O'Brien, P. O
  • 雑誌名: Astropart. Phys. 巻: 43 ページ: 252-275
  • DOI: DOI:10.1016/j.astropartphys.2013.01.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potential of EBL and Cosmology Studies by theCherenkov Telescope Array (2013)
  • 著者名/発表者名: Mazin, D., Raue, M., Behera, B., Inoue, S., Inoue, Y., Nakamori, T., Totani, T.
  • 雑誌名: Astropart. Phys. 巻: 43 ページ: 241-251
  • DOI: DOI:10.1016/j.astropartphys.2012.09.002
  • 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: Kakuwa, J., Murase, K., Toma, K., Inoue, S., Yamazaki, R., Ioka, K
  • 雑誌名: M. N. R. A. S. 巻: 425 ページ: 514-526
  • DOI: DOI:10.1111/j.1365-2966.2012.21490.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Propagation of Ultra-High-Energy Cosmic Ray Nuclei in Cosmic Magnetic Fields and Implications for Anisotropy Measurements (2012)
  • 著者名/発表者名: Takami, H., Inoue, S. & Yamamoto, T
  • 雑誌名: Astropart. Phys 巻: 35 ページ: 767-780
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Lower Bounds on Intergalactic Magnetic Fields from Simultaneously Observed GeV-TeV Light Curves of the Blazar Mrk 501 (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, K., Mori, M., Ichiki, K. & Inoue, S
  • 雑誌名: Astrophys. J 巻: 744 ページ: L7 4
  • DOI: DOI:10.1088/2041-8205/744/1/L7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing Intergalactic Magnetic Fields with Gamma Ray from Blazars (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S., Takahashi, K., Mori, M., Ichiki, K.
  • 雑誌名: Proceedings of Science AGN2011 ページ: 10pp
  • URL: http://pos.sissa.it/cgi-bin/reader/conf.cgi?confid=141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Searching for the Most Distant Gamma-Ray Blazars with the Fermi Gamma-Ray Space Telescope (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue, Y., Inoue, S., Kobayashi, M. K., Totani, T., Kataoka, J. & Sato, R.
  • 雑誌名: M. N. R. A. S. 巻: 411 ページ: 464-468
  • DOI: DOI:10.1111/j.1365-2966.2010.17736.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing Early Cosmic Magnetic Fields through Pair Echoes from High-Redshift Gamma-Ray Bursts (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, K., Inoue, S., Ichiki, K., Nakamura, T.
  • 雑誌名: M. N. R. A. S 巻: 410 ページ: 2741-2748
  • DOI: DOI:10.1111/j.1365-2966.2010.17639.x
  • 査読あり
• [学会発表] 高赤方遍移21cm吸収線系から探る小スケール宇宙初期密度揺らぎ (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上進
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島・広島大
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] Probing the High-z Universe with theBroadband Emission of GRBs (2013)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S
  • 学会等名: INVITEDGRBs and their Hosts as Tracers of the HighRedshift Universe (
  • 発表場所: Sesto, Italy
  • 年月日: 2013-01-22
• [学会発表] The EBL at High Redshifts (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S
  • 学会等名: INVITEDThe CTA EBL and Cosmology Physics Case
  • 発表場所: Munchen, Germany
  • 年月日: 2012-11-29
• [学会発表] MAGIC GRB Key Program (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S
  • 学会等名: MAGIC Collaboration Meeting
  • 発表場所: La Palma, Spain
  • 年月日: 2012-11-16
• [学会発表] Gamma-Ray Bursts: MultimessengerProspects (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S
  • 学会等名: INVITEDCTA and the Origin of Cosmic Rays
  • 発表場所: BuenosAires, Argentina
  • 年月日: 2012-11-11
• [学会発表] Particle Acceleration and Gamma RayEmission from Blazars (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S
  • 学会等名: INVITEDExploring the Non-thermal Universe withGamma Rays
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2012-11-08
• [学会発表] Probing the Small-Scale Power Spectrum of Primordial Fluctuations with 21cm Absorption in High-z GRBs (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S
  • 学会等名: 15 Years of Gamma-Ray Burst Afterglows
  • 発表場所: Marbella, Spain
  • 年月日: 2012-10-11
• [学会発表] 活動銀河における粒子加速・ジェット形成について (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上進
  • 学会等名: 高エネルギー宇宙物理研究会
  • 発表場所: 八王子・首都大
  • 年月日: 2012-10-04
• [学会発表] z1-5の背景放射光について (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上進
  • 学会等名: 高エネルギーガンマ線でみる極限宇宙2012
  • 発表場所: 柏・宇宙線研
  • 年月日: 2012-09-29
• [学会発表] CherenkovTelescopeArrayによる高時間分解能ガンマ線観測で迫るコンパクト変動天体・突発天体 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上進
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 大分・大分大
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] CTAで明らかにする活動銀河核の物理 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上進
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 京都・京都産業大
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] 宇宙最初期の超高エネルギー宇宙線によるニュートリノとガンマ線放射 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上進
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 京都・京都産業大
  • 年月日: 2012-09-11
• [学会発表] High-Energy Gamma Rays from Galactic Accretion Events and Implications for Unidentified GeV-TeV Sources (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S
  • 学会等名: High-Energy Gamma-Ray Astronomy
  • 発表場所: Heidelberg, Germany
  • 年月日: 2012-07-09
• [学会発表] Probing Cosmic Radiation Fields and MagneticFields at Very High z with GRBs (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S
  • 学会等名: Gamma Ray Bursts in the Era of RapidFollow-up
  • 発表場所: Liverpool, UK
  • 年月日: 2012-06-18
• [学会発表] Hadrons in Blazars: Acceleration, Emission and Variability (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S
  • 学会等名: CTA AGN Working Group Meeting
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2012-05-22
• [学会発表] ガンマ線バーストにおける超高エネルギー原子核加速に伴うGeV-TeVガンマ線放射 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上進
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 兵庫・関西学院大
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] ブレーザーにおける超高エネルギー陽子起源X線・ガンマ線放射機構の再考 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上進
  • 発表場所: 京都・龍谷大
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] Gamma-ray Absorption in High-Redshift Objects and Cosmic Reionization (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S
  • 学会等名: INVITED Near Infrared Background and the Epoch of Reionization
  • 発表場所: Austin, USA
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] Probing Cosmic Radiation Fields and Magnetic Fields in the Reionization Epoch with Hard X-rays and MeV-GeV Gamma Rays from High-z GRBs (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S
  • 学会等名: Gamma-Ray Bursts 2012
  • 発表場所: Munchen, Germany
  • 年月日: 2012-03-09
• [学会発表] Probing Intergalactic Magnetic Fields throughBlazar Gamma Rays (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S.
  • 学会等名: INVITEDAGN Physics in the CTA Era
  • 発表場所: Toulouse, France
  • 年月日: 2012-03-07
• [学会発表] ガンマ線で探る背景放射光と銀河間磁場 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上進
  • 学会等名: 高エネルギー宇宙物理研究会
  • 発表場所: 大阪・大阪大
  • 年月日: 2011-12-17
• [学会発表] GRBs/Transients with Ground-BasedDetectors (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S
  • 学会等名: INVITEDMulti-GeV Astrophysics with Ground-BasedDetectors
  • 発表場所: Dublin, Ireland
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Extragalactic Science with CTA (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S
  • 学会等名: INVITEDCTA Consortium Meeting
  • 発表場所: Madrid, Spain
  • 年月日: 2011-11-28
• [学会発表] High-Energy Gamma Rays from Galactic Accretion Events and Implications for Unidentified GeV-TeV Sources (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S
  • 学会等名: HEAP 2011 - Gamma-Ray Universe: FromFermi to CTA
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] Prospects for GRB Science with CTA (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S
  • 学会等名: INVITEDCTA LST Meeting
  • 発表場所: Munchen, Germany
  • 年月日: 2011-10-10
• [学会発表] CTAと多波長観測で明らかにするガンマ線バーストおよびその他トランジエント天体 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上進
  • 学会等名: マルチメッセンジャー宇宙物理学とCTA
  • 発表場所: 柏・宇宙線研
  • 年月日: 2011-09-29
• [学会発表] CTA(CherenkovTelescopeArray)によるGeV-TeVガンマ線観測で明らかにするガンマ線バースト (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上進
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 鹿児島・鹿児島大
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 銀河系ガス降着に伴う宇宙線加速と高エネルギーガンマ線放射:系内HIガス構造と未同定GeV-TeVガンマ線源との関係 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上進
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 鹿児島・鹿児島大
  • 年月日: 2011-09-19
• [学会発表] GRB Science with CTA (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S.
  • 学会等名: CTA Consortium Meeting
  • 発表場所: Zeuthen, Germany
  • 年月日: 2011-05-11
• [学会発表] Astrophysical Sources of UHECRs and Gamma-ray Diagnostics (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S
  • 学会等名: INVITED Multi-Messenger Astronomy of Cosmic Rays
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2011-04-04
• [学会発表] Physics with the Northen Array: GRBs andEBL (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S.
  • 学会等名: INVITEDCTA Consortium Meeting
  • 発表場所: Toulouse, France
  • 年月日: 2011-03-19
• [学会発表] ブレーザー多波長放射における超高エネルギー宇宙線加速の兆候 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上進
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: つくば・筑波大
  • 年月日: 2011-03-17
• [学会発表] ガンマ線観測でハドロン加速がどこまで押さえられたか? (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上進
  • 学会等名: 招待講演第24回宇宙ニュートリノ研究会
  • 発表場所: 柏・宇宙線研
  • 年月日: 2011-03-09
• [学会発表] CTAで目指すガンマ線バーストのサイエンス (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上進
  • 学会等名: 「(超)遠方宇宙」ガンマ線天文学-日本の戦略
  • 発表場所: 柏・宇宙線研
  • 年月日: 2010-11-17
• [学会発表] GRBs with CTA: Detection Rates and LightCurves (2010)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S
  • 学会等名: CTA Consortium Meeting
  • 発表場所: Oxford,UnitedKingdom
  • 年月日: 2010-11-09
• [学会発表] 最高エネルギー宇宙線の起源とガンマ線による診断 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上進
  • 学会等名: 招待講演高エネルギー宇宙物理学研究会
  • 発表場所: つくば・KEK
  • 年月日: 2010-10-13
• [学会発表] ガンマ線バーストX線残光の高分散分光による赤方遍移および元素組成測定の展望 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上進
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 金沢・金沢大
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] CTAの物理1:ガンマ線バーストと遠方宇宙背景放射 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上進
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 北九州・九州工大
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] Probing the High-Redshift Universe with the High-Energy Gamma-Ray and X-Ray Emission from GRBs (2010)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S.
  • 学会等名: 38th COSPAR Scientific Assembly
  • 発表場所: Bremen, Germany
  • 年月日: 2010-07-19
• [学会発表] GRB Science with CTA (2010)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S.
  • 学会等名: INVITEDCTA-LST Meeting
  • 発表場所: Annecy, France
  • 年月日: 2010-07-08
• [学会発表] Deciphering the Ancient Universe with High-Energy Gamma-Rays from GRBs (2010)
  • 著者名/発表者名: Inoue, S
  • 学会等名: Deciphering the Ancient Universe with Gamma-Ray Bursts
  • 発表場所: Japan
  • 年月日: 2010-04-20