Observational Estimates of Magnetic Fields inside Neutron Stars

中子星内部磁场的观测估计

• 批准号: 21K03624
• 负责人: 牧島 一夫
• 金额: $ 1.08万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03624/
• 关键词: 中性子星; マグネター; 磁場; 自由歳差運動; Ｘ線; ガンマ線連星; X線; 宇宙X線

マグネターと呼ばれる一群の中性子星(NS)は、典型的なNSより２桁も高い、Bd～10^14 Gに達する双極子磁場をもち、それらの内部には、さらに２桁も強いトロイダル磁場が潜むと考えられる。このトロイダル磁場は星の外部に顔を出さないため、その強度Btの観測的推定は困難を極める。しかし我々は、強いBtがNSを縦長に変形させると、NSの自転軸がふらつく「自由歳差運動」が起き、結果として周期Pでの自転パルスの位相が長い周期Tで変調されること、２つの周期の比P/Tが変形を与えてくれること、またそこからBtが推定できることに世界で初めて着想した。本課題は、硬X線公開データを用い、この研究を大幅に進展させ、マグネターのトロイダル磁場に関する知識を大きく前進させることを目的とする。２年目に当たる2022年度は、以下の成果を得た。1. Ｘ線衛星「あすか」により1999年に観測されたガンマ線連星LS 5039のアーカイブデータを解析することで、「すざく」とNuSTARで得られていた約9秒のパルスを再確認し、ほぼ一定のスピンダウンが続いていることを明らかにした。結果として、このコンパクト天体がマグネータであるという描像を強化し、それが磁気変形している可能性を論じた。2. 昨年度に「すざく」、「あすか」、およびNuSTARの公開データを用い、代表的マグネターSGR 1806-20からT=17 ksec の位相変調を発見した。また25年間にPの増加に比例しTも延びていることを見出し、自由歳差運動という解釈を強化できた。本年度はこの豊かな結果の論文化の作業を進めた。3. これまでに6天体から同様な効果が検出された。昨年度に続き、それらのBt/Bd比を求めることで、時間とともにこの比が増加すること、したがってトロイダル磁場は双極子磁場より長く維持されることを突き止め、その研究成果を内外の研究会で発表した。

A group of neutral stars (NS) are generated, typically NS 2-D, Bd~10^14 G, and dipole magnetic fields are generated, and internal magnetic fields are generated. The magnetic field is extremely difficult to estimate from the external surface of the star and from the measurement of its strength. For example, the period P of the period T of the period P/T of the period P/T of the period T of the period P/T of the period T of the period P/T of the This project aims to make great progress in the application of hard X-ray data and in the study of magnetic fields. The following results were achieved in 2022. 1. X-ray satellite "" was detected in 1999, and the satellite LS 5039 was analyzed."" and NuSTAR were reconfirmed in about 9 seconds. The result is that the magnetic field of the celestial body is very strong. 2. Last year's "","","" and NuSTAR's public data use, represented by the "SGR 1806-20" T=17 ksec phase adjustment " In the past 25 years, the proportion of P increased, and the proportion of P increased. This year, the results of the discussion of cultural and operational progress. 3. The six celestial bodies were separated from each other and the results were detected. The results of this research are presented in the paper.

项目成果

マグネター SGR 1900+14の硬X線パルス位相変調：エネルギー依存性の発見

磁星 SGR 1900+14 的硬 X 射线脉冲相位调制：发现能量依赖性

• 发表时间: 2021
• 作者: 牧島一夫;丹波 翼;會澤優輝;小高裕和;米田浩基;榎戸輝揚
• 通讯作者: 榎戸輝揚

Frontiers in accretion physics at high X-ray spectral resolution

• DOI: 10.1038/s41550-022-01857-y
• 发表时间: 2022-12
• 期刊: Nature Astronomy
• 影响因子: 14.1
• 作者: P. Gandhi;T. Kawamuro;M. Díaz Trigo;J. Paice;P. Boorman;M. Cappi;C. Done;A. Fabian;K. Fukumura;J. García;C. Greenwell;M. Guainazzi;K. Makishima;M. Tashiro;R. Tomaru;F. Tombesi;Y. Ueda

ガンマ線連星LS 5039：「あすか」データによる9 秒パルスの確認

伽马射线双星 LS 5039：使用飞鸟数据确认 9 秒脉冲

• 发表时间: 2023
• 作者: 牧島一夫;内田和海;榎戸輝揚
• 通讯作者: 榎戸輝揚

Ｘ線観測から迫るマグネターのトロイダル磁場の長期変化

X射线观测揭示磁星环形磁场的长期变化

• 发表时间: 2022
• 作者: 牧島一夫;内田和海;榎戸輝揚;丹波翼;鈴木寛大
• 通讯作者: 鈴木寛大

Directly Estimating the Toroidal Magnetic Fields of Magnetars

直接估计磁星的环形磁场

• 发表时间: 2021
• 作者: MAKISHIMA;Kazuo
• 通讯作者: Kazuo