ナノ秒スケールの高時間分解能観測で迫るパルサーの巨大電波パルス

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15J09510
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 三上 諒 東京大学, 宇宙線研究所, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2017-03-31
• Keywords: パルサー / 中性子星 / 巨大電波パルス / 電波広帯域スペクトル / モンテカルロシミュレーション

Outline of Annual Research Achievements

我々は未解明であるパルサーの巨大電波パルス(Giant Radio Pulse, 以下GRP)放射機構に迫るべく、国内の電波望遠鏡によるパルサー観測とそのデータ解析を進めてきた。本年度は、昨年度得られたGRP観測結果に基づく推論を、モンテカルロシミュレーションによって検証した。
昨年度は、国内の4つの電波望遠鏡を用いた0.3-8.4GHz帯でのカニパルサーGRPの同時観測データ解析について報告した。三千数百発にも及ぶGRPの統計調査からは、0.3-2.2GHz帯のGRPスペクトルについて、大多数のGRPスペクトルがべき乗則(single power-law)と無矛盾であること、またその多数は周期的に発生している通常の電波パルスよりハード(べき指数が大きい)である可能性を見出した。さらに、比較的弱いGRPに対する「Stacking解析」や、GRPの強さとスペクトルのべき指数の関連の調査から、「GRPが弱いほど0.3-2.2GHz帯でのスペクトルはハードになる」という見かけの相関が見いだされた。
我々は本年度、この見かけの相関が現実のものかを検証するため、GRPの強さとスペクトルのべき指数との間に相関がないと仮定してモンテカルロシミュレーションを実行した。シミュレーションからは、GRPが通常パルスよりハードなスペクトルを持つ傾向にあると考えると上記の見かけの相関を得られ、更に他の物理量も実観測をよく再現することが分かった。
本研究で得られた成果は、未解明のGRP放射機構への手がかりを示したことにとどまらず、最近発見されたFast Radio Burstという電波突発現象の起源解明に対して、スペクトルの側面から情報を与えることもできた。我々は上記の結果をまとめた論文をAstrophysical Journal誌に投稿し、本年8月末に受理された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。