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2015 年度 実績報告書

天体放射の時間変動から探る高エネルギー宇宙線

研究課題

研究課題/領域番号 25400227
研究機関東京大学

研究代表者

浅野 勝晃  東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (80399279)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード粒子加速 / 乱流 / 活動銀河核ジェット / ガンマ線バースト
研究実績の概要

本研究課題は時間発展シミュレーションを用いて、天体での粒子加速、放射過程を明らかにすることを目的としている。最終年度で発表された論文において得られた結果は、以下の通りである。
活動銀河核(AGN)ジェット由来の非熱的放射は、単純なベキ乗ではなく、曲がったスペクトルを見せ、我々が前年度に明らかにしたように、乱流二次加速モデルによってそのスペクトルを良く再現できる。最終年度には定常を仮定した乱流加速モデルを議論したが、その結果、かなり無理なパラメータを選択せざるを得なかった。従って前年度の結果である、乱流加速には時間発展が本質的であるという結論を強く支持するものとなった。我々は最近起こった強烈なAGNからのフレア現象を我々の時間発展・乱流加速モデルで再現することを試み、見事その極端に硬いスペクトルと短い時間変動を再現することに成功した。これは我々の加速・放射モデルを支持する2例目の印象的な結果となった。さらにこの乱流二次加速をガンマ線バーストにも適用し、そのHardなスペクトルを再現するようなモデルを提案した。これはシンクトロトン放射モデルにおいて、唯一スペクトルを無矛盾に説明できるモデルである。大学院生と協力して、乱流加速モデルをフェルミバブルと呼ばれる、銀河中心のガンマ線を放つ巨大な構造に適用した。過去の銀河中心の活動により、バブル状に乱流領域が広がっていき、そこでの乱流加速を考えることで、フェルミバブルのガンマ線スペクトルと表面輝度を再現することに成功した。ここでも先行研究とは異なり、時間発展の効果が本質的であることが明らかとなった。
研究機関全体を通じ、このプロジェクトは大きな成功を収めた。特にAGNからの放射は、従前の衝撃波加速ではなく、乱流による遅い加速が本質的で、その現象全体を理解するためには、時間発展の効果が欠かせないことを明らかにしたことが、最も重要な成果である。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ペンシルバニア州立大学/Institute for Advanced Study(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ペンシルバニア州立大学/Institute for Advanced Study
  • [雑誌論文] Electromagnetic Afterglows Associated with Gamma-Ray Emission Coincident with Binary Black Hole Merger Event GW1509142016

    • 著者名/発表者名
      Ryo Yamazaki, Katsuaki Asano, and Yutaka Ohira
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2016 ページ: -

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw042

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synchrotron Self-Compton Emission by Relativistic Electrons under Stochastic Acceleration: Application to Mrk 421 and Mrk 5012015

    • 著者名/発表者名
      Jun Kakuwa, Kenji Toma, Katsuaki Asano, Masaaki Kusunose, and Fumio Takahara
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 449 ページ: 551-558

    • DOI

      10.1093/mnras/stv281

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Avalanche Photon Cooling by Induced Compton Scattering: Higher-Order Kompaneets Equation2015

    • 著者名/発表者名
      Shuta J. Tanaka, Katsuaki Asano, and Toshio Terasawa
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2015 ページ: 073E01(14pp)

    • DOI

      10.1093/ptep/ptv086

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Most Intensive Gamma-Ray Flare of Quasar 3C 279 with the Second-Order Fermi Acceleration2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuaki Asano and Masaaki Hayashida
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

      巻: 808 ページ: L18(5pp)

    • DOI

      10.1088/2041-8205/808/1/L18

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Gamma-Ray Bursts as Multienergy Neutrino Sources2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuaki Asano, and Kohta Murase
    • 雑誌名

      Advances in Astronomy

      巻: 2015 ページ: 568516(10pp)

    • DOI

      10.1155/2015/568516

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stochastic Acceleration Model of Gamma-Ray Burst with Decaying Turbulence2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuaki Asano, and Toshio Terasawa
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 454 ページ: 2242-2248

    • DOI

      10.1093/mnras/stv2152

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Time-Dependent Stochastic Acceleration Model for the Fermi Bubbles2015

    • 著者名/発表者名
      Kento Sasaki, Katsuaki Asano, and Toshio Terasawa
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

      巻: 814 ページ: 93(9pp)

    • DOI

      10.1088/0004-637X/814/2/93

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ガンマ線バーストジェット内での最高エネルギー宇宙線の加速2016

    • 著者名/発表者名
      浅野勝晃、Peter Meszaros
    • 学会等名
      日本天文学会2016年春季年会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2016-03-14 – 2016-03-17
  • [学会発表] ブレーザー放射モデル2016

    • 著者名/発表者名
      浅野勝晃
    • 学会等名
      相対論的ジェットの根元と粒子加速
    • 発表場所
      東京大学柏キャンパス
    • 年月日
      2016-02-15 – 2016-02-16
  • [学会発表] Stochastic Particle Acceleration via Turbulence in Various High-Energy Astrophysical Phenomena2016

    • 著者名/発表者名
      浅野勝晃
    • 学会等名
      高エネルギーガンマ線でみる極限宇宙2015
    • 発表場所
      東京大学柏キャンパス
    • 年月日
      2016-01-13 – 2016-01-14
    • 招待講演
  • [学会発表] ブレーザーでの乱流加速起源放射2015

    • 著者名/発表者名
      浅野勝晃
    • 学会等名
      高エネルギー宇宙物理学研究会2015
    • 発表場所
      沼津市 味わいの宿ときわや
    • 年月日
      2015-11-25 – 2015-11-27
  • [学会発表] Radiation Processes in GRBs2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuaki Asano
    • 学会等名
      Jets and Winds in Pulsar Wind Nebulae, Gamma-ray Bursts and Blazars: Physics of Extreme Energy Release
    • 発表場所
      International Space Science Institute, Bern, Switzerland
    • 年月日
      2015-11-16 – 2015-11-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stochastic Particle Acceleration and Photon Emission in Blazars2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuaki Asano, Masaaki Hayashida, Jun Kakuwa, Fumio Takahara, Masaaki Kusunose, Kenji Toma
    • 学会等名
      TeV Particle Astrophysics 2015
    • 発表場所
      柏の葉カンファレンスセンター
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-30
    • 国際学会
  • [学会発表] 乱流二次加速によるFSRQ 3C 279のガンマ線フレアモデル2015

    • 著者名/発表者名
      浅野勝晃、林田将明
    • 学会等名
      日本天文学会2015年秋季年会
    • 発表場所
      甲南大学
    • 年月日
      2015-09-09 – 2015-09-11
  • [備考] Publications

    • URL

      http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/~asanok/publication.html

URL: 

公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-27  

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