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2013 年度 実績報告書

宇宙磁場の起源に関する理論的・観測的研究

研究課題

研究課題/領域番号 23740179
研究機関熊本大学

研究代表者

高橋 慶太郎  熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (80547547)

キーワード宇宙磁場 / ガンマ線 / 活動銀河核 / 銀河間磁場
研究概要

前年度に引き続き、宇宙初期に生成された原始磁場を観測するために天体活動が極度に抑制されている銀河間空間の磁場の観測を目指した。TeVガンマ線を放出する高エネルギー天体からの遅延2次ガンマ線を用いて銀河間空間に存在する微弱な磁場を検出する方法を前年度までに開発してきたが、この方法を実際に活動銀河核Mrk421の観測データに適用した。観測データとしてはTeV領域ではARGO-YBJによる長期観測データを用い、GeV領域ではFermi衛星によるデータを用いた。850日にも及ぶ長期間の観測データに対して遅延2次ガンマ線が含まれていないということを、逆正規法と呼ばれる統計的手法を用いることによって検証した。その結果、銀河間磁場への制限の統計的精度がこれまでに比べて飛躍的に向上し、Mrk421と銀河系の間に広がる広大なボイドに存在する磁場に関して10のマイナス20.5乗ガウスという下限を4σという確からしさで得ることができた。これによりボイド空間という天体活動が極度に抑制された空間においても、一定以上の磁場が存在することが確かめられた。ボイド空間の磁場の起源についてはインフレーション期による量子論的生成や相転移における非熱的プロセス、再結合以前の宇宙におけるプラズマ運動、宇宙再電離期の紫外線やX線におyる非熱的プロセスなど初期宇宙の様々なシナリオが考えられているが、今回得られた下限によって重要な示唆を与えることができた。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Fisher Analysis on Wide-Band Polarimetry for Probing the Intergalactic Magnetic Field2014

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Ideguchi, Keitaro Takahashi, Takuya Akahori, Kohei Kumazaki, Dongsu Ryu
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 66 ページ: 5

    • DOI

      10.1093/pasj/pst007

    • 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 4212013

    • 著者名/発表者名
      K. Takahashi, M. Mori, K. Ichiki, S. Inoue and H. Takami
    • 雑誌名

      Astrophys. J

      巻: 771 ページ: L42

    • DOI

      10.1088/2041-8205/771/2/L42

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constraints on the multi-lognormal magnetic elds from the observations of the cosmic microwave background and the matter power spectrum2013

    • 著者名/発表者名
      Dai G. Yamazaki, Kiyotomo Ichiki, Keitaro Takahashi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 88 ページ: 103011

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.88.103011

    • 査読あり
  • [学会発表] Probing Intergalactic Magnetic Fields with Square Kilometer Array2013

    • 著者名/発表者名
      Keitaro Takahashi
    • 学会等名
      Multi-Messenger Approaches to Cosmic Rays: Origins and Space frontiers
    • 発表場所
      Institut d'Astrophysique de Paris, France
    • 年月日
      20131127-20131129
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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