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2015 Fiscal Year Annual Research Report

PeV 天体から探る高エネルギー宇宙の理論的研究

Research Project

Project/Area Number 26287051
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

井岡 邦仁  京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (80402759)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 郡 和範  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (50565819)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords宇宙物理 / 高エネルギー宇宙 / 宇宙線 / ニュートリノ / 理論天文学 / 素粒子
Outline of Annual Research Achievements

反陽子宇宙線の新しい観測がAMS-02実験より発表された。その結果はまさに以前我々が予言していたスペクトルと見るからに一致していた。今回の新しい結果を受けて、我々のモデルを再度検証してみた。具体的には、反陽子宇宙線と電子・陽電子宇宙線のスペクトルを同時に同じソース、近傍で起こった超新星爆発、で説明できるかどうかを調べた。この超新星爆発モデルでは、超新星残骸で加速された宇宙線が近傍の分子雲とpp相互作用をして、反陽子宇宙線と陽電子宇宙線を同時に生成する。反陽子と陽電子の比はpp反応の素過程で決まっているが、観測された比を見事に説明する。この結果は、100万年前に近くで超新星爆発が起こったことを示唆し、パルサーやダークマターなど他のソースがなくても構わないことを意味する。
PeV ニュートリノの発見後、そのイベント数は順調に増えてきている。近い将来、観測によってニュートリノのフレーバー比も決めることができるようになると期待される。通常、ニュートリノのフレーバー比は、ニュートリノがパイオンの崩壊から生まれるので、ある決まった比になると考えられている。比を変えるプロセスとして、これまで、ソース内でのパイオンやミューオンの冷却過程が考えられていた。我々は、新たに、ソース内での粒子の加速過程がフレーバー比を変える機構となりえることを初めて提唱した。標準的な比からのずれは、ソース内での粒子加速時間などソースの物理状態を測る指標となることも分かった。この結果は、将来、ニュートリノの観測で高エネルギー天体を探る基礎となるものである。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

AMS-02実験が反陽子宇宙線の結果を出してくることは予想していたが、出てきた結果が、我々のモデルとピッタリだった。これは予想通りとも言えるが、通常、実験結果は理論予想を裏切ることが多く、我々としては、予想以上にピッタリだった。その結果を受けて、新たに論文を書くことができたため、当初の計画以上に進展していると言える。

Strategy for Future Research Activity

計画通り研究を推進する。特に、PeVニュートリノについては新たなアイデアも生まれたので論文にする。

Causes of Carryover

科研費研究員を雇用するため

Expenditure Plan for Carryover Budget

科研費研究員を雇用する

  • Research Products

    (24 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 10 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 7 results) Remarks (1 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Tel Aviv University(Israel)

    • Country Name
      Israel
    • Counterpart Institution
      Tel Aviv University
  • [Int'l Joint Research] Monash University(Australia)

    • Country Name
      Australia
    • Counterpart Institution
      Monash University
  • [Int'l Joint Research] University of Massachusetts(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of Massachusetts
  • [Journal Article] Can we explain AMS-02 antiproton and positron excesses simultaneously by nearby supernovae without pulsars nor dark matter?2016

    • Author(s)
      Kohri, Kazunori; Ioka, Kunihito; Fujita, Yutaka; Yamazaki, Ryo
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 021E01 Pages: 8 pages

    • DOI

      10.1093/ptep/ptv193

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] X-Ray-powered Macronovae2016

    • Author(s)
      Kisaka, Shota; Ioka, Kunihito; Nakar, Ehud
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 818 Pages: 104-111

    • DOI

      10.3847/0004-637X/818/2/104

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Neutrino Flavor Ratios Modified by Cosmic Ray Re-acceleration2015

    • Author(s)
      Norita Kawanaka, Kunihito Ioka
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 92 Pages: 085047

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.92.085047

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] X-raying Extended emission and rapid decay of short gamma-ray bursts2015

    • Author(s)
      Yasuaki Kagawa, Daisuke Yonetoku, Tatsuya Sawano, Asuka Toyanago, Takashi Nakamura, Keitaro Takahashi, Kazumi Kashiyama, Kunihito Ioka
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 811 Pages: 4-11

    • DOI

      10.1088/0004-637X/811/1/4

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Can Direct Collapse Black Holes Launch Gamma-Ray Bursts and Grow to Supermassive Black Holes?2015

    • Author(s)
      Matsumoto, Tatsuya; Nakauchi, Daisuke; Ioka, Kunihito; Heger, Alexander; Nakamura, Takashi
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 810 Pages: 64-72

    • DOI

      10.1088/0004-637X/810/1/64

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Dynamical mass ejection from black hole-neutron star binaries2015

    • Author(s)
      Kyutoku, Koutarou; Ioka, Kunihito; Okawa, Hirotada; Shibata, Masaru; Taniguchi, Keisuke
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 92 Pages: 044028

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.92.044028

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Isotropic Detectable X-ray Counterparts to Gravitational Waves from Neutron Star Binary Mergers2015

    • Author(s)
      Shota Kisaka, Kunihito Ioka, Takashi Nakamura
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 809 Pages: L8-L13

    • DOI

      10.1088/2041-8205/809/1/L8

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Long-Lasting Black-Hole Jets in Short Gamma-Ray Bursts2015

    • Author(s)
      Shota Kisaka, Kunihito Ioka
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Letters

      Volume: 804 Pages: L16-L21

    • DOI

      10.1088/2041-8205/804/1/L16

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Testing the millisecond pulsar scenario of the Galactic center gamma-ray excess with very high energy gamma-rays2015

    • Author(s)
      Qiang Yuan, Kunihito Ioka
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 802 Pages: 124-129

    • DOI

      10.1088/0004-637X/802/2/124

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Energy sources and light curves of macronovae2015

    • Author(s)
      Kisaka, Shota; Ioka, Kunihito; Takami, Hajime
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 802 Pages: 119-136

    • DOI

      10.1088/0004-637X/802/2/119

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Bright Side of the AMS-02 Results2015

    • Author(s)
      井岡邦仁
    • Organizer
      Dark Side of the Universe
    • Place of Presentation
      YITP, Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2015-12-14 – 2015-12-18
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Testing the millisecond pulsar scenario of the Galactic center gamma-ray excess with very high energy gamma-rays2015

    • Author(s)
      井岡邦仁
    • Organizer
      高エネルギー宇宙物理学研究会 2015
    • Place of Presentation
      静岡県沼津市
    • Year and Date
      2015-11-25 – 2015-11-27
  • [Presentation] ブラックホールと高エネルギー宇宙2015

    • Author(s)
      井岡邦仁
    • Organizer
      KEK公開講座:アインシュタインの一般相対性理論提唱から100年目の理論と実験
    • Place of Presentation
      KEK, Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2015-11-21 – 2015-11-21
    • Invited
  • [Presentation] Testing the millisecond pulsar scenario of the Galactic center gamma-ray excess with very high energy gamma-rays2015

    • Author(s)
      井岡邦仁
    • Organizer
      TeV Particle Astrophysics 2015
    • Place of Presentation
      ICRR, Kashiwa, Japan
    • Year and Date
      2015-10-26 – 2015-10-30
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ブラックホールと高エネルギー宇宙2015

    • Author(s)
      井岡邦仁
    • Organizer
      物理学会 宇宙線・宇宙物理領域シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪市立大学 杉本キャンパス
    • Year and Date
      2015-09-25 – 2015-09-28
    • Invited
  • [Presentation] Electromagnetic Counterparts to Gravitational Waves2015

    • Author(s)
      井岡邦仁
    • Organizer
      Hebrew University
    • Place of Presentation
      Hebrew University
    • Year and Date
      2015-06-30 – 2015-06-30
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Electromagnetic Counterparts to Gravitational Waves2015

    • Author(s)
      井岡邦仁
    • Organizer
      Tel Aviv University
    • Place of Presentation
      Tel Aviv University
    • Year and Date
      2015-06-24 – 2015-06-24
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Long-Lasting Black-Hole Jets in Short Gamma-Ray Bursts2015

    • Author(s)
      井岡邦仁
    • Organizer
      Gravitational Wave Physics and Astronomy Workshop (GWPAW) 2015
    • Place of Presentation
      INTEX-Osaka International Conference Hall, Osaka, Japan
    • Year and Date
      2015-06-17 – 2015-06-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 宇宙から学ぶこと2015

    • Author(s)
      井岡邦仁
    • Organizer
      素粒子原子核研究所セミナー「素粒子・原子核物理の展望」
    • Place of Presentation
      KEK, Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2015-04-07 – 2015-04-07
    • Invited
  • [Remarks] ホームページ

    • URL

      http://research.kek.jp/people/ioka/

  • [Funded Workshop] HEAP2015 Central Engines in the High Energy Universe2015

    • Place of Presentation
      KEK, Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2015-10-06 – 2015-10-09

URL: 

Published: 2017-01-06   Modified: 2022-01-27  

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