太陽フレアにおける長時間ガンマ線放射の起源と陽子加速機構の解明

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24840031
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 田中 康之 広島大学, 宇宙科学センター, 特任助教 (90633941)
• 研究期間 (年度): 2012-08-31 – 2014-03-31
• キーワード: 太陽フレア / ガンマ線

研究概要

2008年に打ち上げられたフェルミ衛星は、現在も問題なく順調に観測を継続している。打ち上げ以来、フェルミ衛星は太陽フレアからのMeV/GeVガンマ線を10イベント以上検出している。本研究は、これらのデータ解析から、ガンマ線放射位置、放射メカニズム、GeVガンマ線を放射しうるような高エネルギー粒子の加速機構の解明を目的としている。本年度は、昨年度から引き続きフェルミ衛星の解析を行った。
フェルミ衛星が検出している全イベントについて、ガンマ線放射位置の決定とエネルギースペクトルの精密測定などの詳細解析を行った。比較的明るいイベントに対してはガンマ線放射位置を精度良く決める事ができ、活動領域にほぼ一致することを見出した。また、エネルギースペクトル (nuFnu plot) は数100 MeVをピークとしてそれ以上がカットオフしている形状を示しており、パイオン起源でほぼ間違いない。陽子加速機構については、活動領域と相関がよいことから、乱流加速が強く示唆される結果となった。このサマリー論文は、2013年度内にApJに受理された。
本研究では、太陽フレアだけでなく、ブレーザー天体についてのフェルミデータの解析も行った。その結果、遠方z=1.1に位置するブレーザーから100 GeVを越えるイベントが2イベント到来していることを見出した。この結果は、現状の可視赤外線背景放射の理論モデルが予測するgamma ray horizonの位置ともほぼ一致している。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Short-term Variability of X-Rays from Accreting Neutron Star Vela X-1. II. Monte Carlo Modeling (2014)
  • 著者名/発表者名: H Odaka, D Khangulyan, Y T Tanaka, S Watanabe, T Takahashi, and K Makishima
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 781 ページ: 38-49
  • DOI: 10.1088/0004-637X/780/1/38
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two active states of the narrow-line gamma-ray-loud AGN GB 1310+487 (2014)
  • 著者名/発表者名: K V Sokolovsky, F K Schizel, Y T Tanaka, P K Abolmasov, E Angelakis, A Bulgarelli, L Carrasco, S B Cenko, C Cheung, K I. Clubb, F D'Ammando, L Escande, S J Fegan, A V Filippenko, J Finke, L Fuhrmann, Y Fukazawa, E Hays, S E Healey, Y Ikejiri, and 32 co-authors
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 565 ページ: 26-43
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201220703
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Energy Gamma-Ray Emission From Solar Flares: Summary of Fermi LAT Detections and Analysis of Two M-Class Flares (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Ackermann, M. Ajello, A. Albert, A. Allafort, L. Baldini, G. Barbiellini, D. Bastieri, K. Bechtol, R. Bellazzini, E. Bissaldi, E. Bonamente, E. Bottacini, and 150 co-authors (including Y. Tanaka) (Corresponding authors: Y.Tanaka, A. Allafort, N. Giglietto, N. Omodei, V. Petrosian)
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: in press ページ: in press
  • DOI: TBD
  • 査読あり
• [雑誌論文] Upper Bound on the First Star Formation History (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Inoue, Y. T. Tanaka, G. Madejski, A. Dominguez
  • 雑誌名: Astrophysical Journal Letters 巻: 781 ページ: L35-L39
  • DOI: 10.1088/2041-8205/781/2/L35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fermi Large Area Telescope Detection of Two Very-High-Energy (E>100 GeV) Gamma-ray Photons from the z=1.1 Blazar PKS 0426-380 (2013)
  • 著者名/発表者名: Y T Tanaka, C C Cheung, Y Inoue, Stawarz, M Ajello, C D Dermer, D L Wood, A Chekhtman, Y Fukazawa, T Mizuno, Ohno, D Paneque, and D J Thompson
  • 雑誌名: Astrophysical Journal Letters 巻: 777 ページ: L18-L23
  • DOI: 10.1088/2041-8205/777/1/L18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Minute-scale Rapid Variability of the Optical Polarization in the Narrow-line Seyfert 1 Galaxy PMN J0948+0022 (2013)
  • 著者名/発表者名: R Itoh, Y T Tanaka, Y Fukazawa, K S Kawabata, K Kawaguchi, Y Moritani, K Takaki, I Ueno, M Uemura, H Akitaya, M Yoshida, T Ohsugi, H Hanayama, T Miyaji, and N Kawai
  • 雑誌名: Astrophysical Journal Letters 巻: 775 ページ: L26-L31
  • DOI: 10.1088/2041-8205/775/1/L26
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dense Optical and Near-infrared Monitoring of CTA 102 during High State in 2012 with OISTER: Detection of Intra-night "Orphan Polarized Flux Flare" (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Itoh, Y. Fukazawa, Y. T. Tanaka, Y. Abe, H. Akitaya, A. Arai, M. Hayashi, T. Hori, M. Isogai, H. Izumiura, K. S. Kawabata, N. Kawai, D. Kuroda, R. Miyanoshita, Y. Moritani, T. Morokuma, T. Nagayama, J. Nakamoto, C. Nakata, Y. Oasa, and 18 co-authors
  • 雑誌名: Astrophysical Journal Letters 巻: 768 ページ: L24-L28
  • DOI: 10.1088/2041-8205/768/2/L24
  • 査読あり
• [雑誌論文] Short-term Variability of X-Rays from Accreting Neutron Star Vela X-1. I. Suzaku Observations (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Odaka, D. Khangulyan, Y. T. Tanaka, S. Watanabe, T. Takahashi, K. Makishima
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 767 ページ: 70-86
  • DOI: 10.1088/0004-637X/767/1/70
  • 査読あり
• [学会発表] フェルミ衛星によるz = 1.1 ブレーザーPKS 0426－380 からの超高エネルギーガンマ線(E > 100 GeV) の検出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中康之
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 国際基督教大学
  • 年月日: 20140319-20140322
• [学会発表] Fermi Large Area Telescope Detection of Two Very-High-Energy (E>100 GeV) Gamma-ray Photons from the z=1.1 blazar PKS 0426-380 (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki T. Tanaka
  • 学会等名: 27th Texas Symposium 2013
  • 発表場所: Texas, USA
  • 年月日: 20131208-20131213
• [学会発表] フェルミ衛星によるTeV FSRQ候補PMN J2345－1555, PKS 0507+17の観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中康之
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 20130910-20130912
• [学会発表] ELF and VLF observations of ionospheric disturbances caused by extra-terrestrial origin (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki T. Tanaka
  • 学会等名: American Geophysical Union meeting of the Americas
  • 発表場所: Cancun, Mexico
  • 年月日: 20130514-20130517
  • 招待講演
• [備考] これまでで最も遠い８０億年前の活動銀河から超高エネルギーガンマ線を検出
  • URL: http://www-heaf.hepl.hiroshima-u.ac.jp/glast/131015press/131015press.html