2003 Fiscal Year Annual Research Report
ガンマ線バーストの放射機構の解明と超高エネルギー宇宙線の起源の研究
Project/Area Number |
03J05008
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
山嵜 了 京都大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(DC2)
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Keywords | 高エネルギー宇宙物理学 / ガンマ線バースト / 超高エネルギー宇宙線 / 宇宙線粒子加速 / 相対論的ジェット / 衝撃波 / 超新星残骸 |
Research Abstract |
我々はガンマ線バースト(GRB)の放射機構を探ることで、その中心天体やジェットの構造に対する議論を行った。また、銀河系内にある超新星残骸における衝撃波の詳細観測の結果から高エネルギー粒子加速に対する重要な知見を得た。主な成果は以下の通りである。 1.GRBがジェット放射であることの決定的証拠を得るために、我々の方へ向かう相対論的ジェットと反対側に向かうジェットからの放射がどのように見えるか議論し、それが原理的に観測可能であることを示した。 2.GRBよりもソフトな天体現象であるX線フラッシュの起源を説明するモデルとして、相対論的ジェットを斜めの方向からみているという説を提唱し、そのような放射は宇宙論的に離れた距離からも観測可能であり、現在の観測事実を無矛盾に説明できることを示した。 3.超新星爆発との関連が議論されているイベント、GRB980425のγ線放射を我々のジェットモデルを用いて詳しく調べ、その極端に低い放射エネルギーを説明することに成功した。さらに、このイベントの他の観測事実も無矛盾に説明できることを示した。 4.宇宙の電離状態の進化をGRBの赤外残光を用いて調べる方法を提唱し、異なる赤外バンドの光度の差を観測すれば、そのGRBの起こった時刻での宇宙の電離状態を測定できることを示した。 5.宇宙線加速超新星残骸のプロトタイプであるSN1006を空間分解能に優れたX線天文衛星Chandraで観測し、高エネルギー電子からのシンクロトロン放射が半径の1%以下という極めて薄いfilament状構造に集中していることを発見した。このような薄い幅の粒子分布を説明するためには、磁場が衝撃波法線に垂直で、強い乱流状態になっている必要があることを、世界で初めて示した。衝撃波面での宇宙線加速は、局所的に効率よく行なわれていることを発見した。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Yamazaaki, R., Ioka.K., Nakamura, T.: "Delayed Flashes from Counter Jets of Gamma-Ray Bursts"The Astrophysical Journal. 591. 283-287 (2003)
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[Publications] Bamba, A., Yamazaki, R., Ueno, M., Koyama, K: "Small-Scale Structure of the SN 1006 Shock with Chandra Observations"The Astrophysical Journal. 589. 827-837 (2003)
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[Publications] Yamazaki, R., Ioka, K., Nakamura, T.: "Cosmological X-ray Flashes in the Off-Axis Jet Model"The Astrophysical Journal. 593. 941-945 (2003)
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[Publications] Yamazaki, R., Yonetoku, D., Nakamura, T.: "An Off-Axis Jet Model for GRB980425 and Low-Energy Gamma-Ray Bursts"The Astrophysical Journal Letters. 594. 941-945 (2003)
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[Publications] Inoue, A.K., Yamazaki, R., Nakamura, T.: "Near-Infrared Colors of GRB Afterglows and Cosmic Reionization History"The Astrophysical Journal. 601. 644-653 (2004)
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[Publications] Yamazaki, R., Yoshida, T., Terasawa, T., Bamba, A., Koyama, K: "Constraints on the Diffusive Shock Acceleration from the Nonthermal X-ray Thin Shells in SN 1006 NE Rim"The Astronomy & Astrophysics. 416. 595-602 (2004)