2003 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
02F00653
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
森 正樹 東京大学, 宇宙線研究所, 教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
KSENOFONTOV Leonid 東京大学, 宇宙線研究所, 外国人特別研究員
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Keywords | 宇宙線の起源 / ガンマ線天体 / 超新星残骸 / 数値計算 |
Research Abstract |
高エネルギーまで達する宇宙線がどこで作られているかという宇宙線の起源の問題は、宇宙線の発見以来約90年経過した今も未解明の問題として残されている。宇宙線を高エネルギーまで加速する天体として、超新星残骸は古くから有力とされてきた。星の最後の超新星爆発で爆発的に放出された物質が、星間物質などと衝突して衝撃波を形成し、ここで粒子加速が起こることにより宇宙線が生み出されたと考えられている。しかし、確実な実験的証拠は少ない。 本年度は、Ksenofontovらが開発した、物質ガスの力学的方程式と宇宙線の輸送の運動学的方程式を自己無撞着に解く数値計算モデルを用いて超新星残骸における粒子加速を非線形問題として研究する手法を用い、個々の超新星残骸について、ガンマ線観測結果と放射理論モデルの比較検討を行った。 衝撃波における粒子加速に対する陽子の入射率の変動について調べ、論文として公表した。SN1006のような単純な場合では、衝撃波は一様磁場中の球殻と考えてよいが、入射率は衝撃波と磁場のなす角度に大きく依存し、粒子が効率よく加速されるのは極付近の狭い領域に限られることを示した。これは観測データとよく一致している。 Ksenofontovらが以前に指摘していた、大マゼラン雲の超新星SN1987Aからの高エネルギーガンマ線放射の可能性を検証すべく、日豪共同CANGAROOグループが南オーストラリアに設置した解像型チェレンコフ望遠鏡を用いて2001年に観測を行ったデータから、ガンマ線放射量の上限値を求め、放射機構について論ずる研究論文をまとめて発表した。超新星爆発の衝撃波は2004年頃リング物質に衝突し、ガンマ線放射は増大すると予想されているため、今後の観測が注目される。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] Berezhko, E.G., Ksenofontov, L.T., Volk, H.J.: "Confirmation of strong magnetic field amplification and nuclear cosmic ray acceleration in SN 1006"Astronomy and Astrophysics. 410. L11-L14 (2003)
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[Publications] Berezhko, E.G., Ksenofontov, L.T., Ptuskin.V.S., Zirakashvili, V.N., Volk, H.J.: "Cosmic ray production in supernova remnants including reacceleration : the secondary to primary ratio"Astronomy and Astrophysics. 410. 189-198 (2003)
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[Publications] Volk, H.J., Berezhko, E.G., Ksenofontov, L.T.: "Variation of cosmic ray injection across supernova shocks"Astronomy and Astrophysics. 409. 563-571 (2003)
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[Publications] Enomoto, R., Ksenofontov, L.T., Katagiri, H., Tsuchiya, K.et al.: "A Search for TeV Gamma Rays from SN 1987A in 2001"The Astrophysical Journal. 591. L25-L28 (2003)
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[Publications] Kawachi, A., Naito, T., Patterson, J.R., Edwards, P.G.et al.: "A Search for TeV Gamma-Ray Emission from the PSR B1259-63/SS2883 Binary System with the CANGAROO-II 10-m Telescope"The Astrophysical Journal. (印刷中). (2004)