分子雲の電離度パラドックスの解明に基づく星形成史と宇宙線エネルギー収支の研究

基于分子云电离悖论的恒星形成历史与宇宙线能量平衡研究

• 批准号: 20J01086
• 负责人: 霜田 治朗
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J01086/
• 关键词: 銀河進化; 宇宙線; プラズマ; 天の川銀河; 超新星残骸; 無衝突衝撃波; X線分光; 高エネルギー宇宙物理学; 銀河考古学; ガンマ線バースト

天の川銀河では宇宙の始まりから現在までの138億年の間に，　~1 太陽質量/年で定常的な星形成が続いてきたことが，　観測から推定されている．　一方で，　星の材料であるガスは，　星形成現場である銀河円盤には~10^9 太陽質量程度しかなく，　単純には星形成を約10億年しか続けることが出来ない．　なぜ銀河は宇宙年齢の間，　定常的に星形成を続けられたのか？材料となるガスはどこから来たのか？が分かっていないため，　天の川銀河の進化を説明することが出来ていない．　当該年度では，　前年度に引き続き，　この「星形成率の持続の困難」を説明しうる銀河進化モデルを提唱し，　特に他分野の理論・観測の両方から頂いた様々なコメントをモデルに反映させた．　大きな改善点としては，　宇宙論的なバリオン降着率に関する取り扱いと，　形成された恒星が時間進化する銀河円盤の重力ポテンシャルに従って運動する効果を取り扱った２点が挙げられる．　また，　並行して銀河進化モデルを構築する上で最も重要な「X線帯域で輝く希薄ガス（温度が天の川銀河の重力ポテンシャルで決まるビリアル温度と同程度以上になる）」の存在を将来の観測で検出するため，　日本の新X線衛星計画に参加し，　この研究を含めた衛星の学術的価値と対応した工学デザインについて議論を重ねている．　X線観測は，　現在並行して着手している超新星残骸衝撃波での宇宙線加速効率の制限に関する理論研究や，　加速された宇宙線が星間媒質のガスの一部を加熱するなどの影響を調べる上でも重要な役割を果たす．

Beginning day の sichuan galaxy で は universe の ま り か ら now ま で の の に, 13.8 billion ~ 1 of the mass of the sun/year で time-invariant な が star formation 続 い て き た こ と が, 観 measuring か ら presumption さ れ て い る. で a party, the star の material で あ る ガ ス は, star formation field で あ る has drifted back towards ¥ disk galaxy に は ~ 10 ^ 9 degree of the mass of the sun し か な く, 単 pure に は を about 1 billion star formation し か 続 け る こ と が out な い. Between the なぜ Milky Way and the 齢 cosmic years, the formation of a steady に star を続けられた を続けられた を続けられた を続けられた? Materials: となるガス となるガス ら ら ら ら come to た となるガス? が points か っ て い な い た め, day の の sichuan galaxy evolution を illustrate す る こ と が out て い な い. When the annual で は, before the annual に き 続 き, こ の "star formation rate の hold 続 の difficult" を illustrate し う る galaxy evolution モ デ ル を sing し, に eset の theory, his 観 measuring の struck party か ら top い た others 々 な コ メ ン ト を モ デ ル に reflect さ せ た. Big き な improvements と し て は, cosmology of な バ リ オ ン reduced the rate of に masato す る take り Cha い と, forming さ れ た stars が time evolution す る has drifted back towards ¥ disk galaxy の gravity ポ テ ン シ ャ ル に 従 っ て movement す る unseen fruit を take り Cha っ た 2 が 挙 げ ら れ る. ま た, parallel し て galaxy evolution モ デ ル を build す る で も most important な "で X-ray 帯 domain fai く thin ガ ス の sichuan galaxy (temperature が day の gravity ポ テ ン シ ャ ル で definitely ま る ビ リ ア と ル temperature above the same extent に な る)" の is の を future 観 measuring で 検 out す る た め, Japan の に attend し new X-ray satellite program, こ の research contains を め た satellite の academic 価 numerical と 応 seaborne し た engineering デ ザ イ ン に つ い て comment を heavy ね て い る. X-ray は 観 test, now parallel し て to し て い る supernova remnant blunt shock wave で の cosmic ray acceleration sharper rate limitations の に masato す る や theory research, accelerate さ れ た cosmic ray medium between が star の ガ ス の a を heating す る な ど の influence を adjustable べ る on で も important な "を cut fruit た す.

项目成果

The Effects of Cosmic-Ray Diffusion and Radiative Cooling on the Galactic Wind of the Milky Way

宇宙射线扩散和辐射冷却对银河系银河风的影响

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac4110
• 发表时间: 2022
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Shimoda Jiro;Inutsuka Shu-ichiro
• 通讯作者: Inutsuka Shu-ichiro

Simultaneous radio and optical polarimetry of GRB 191221B afterglow

• DOI: 10.1038/s41550-022-01832-7
• 发表时间: 2021-09
• 期刊: Nature Astronomy
• 影响因子: 14.1
• 作者: Y. Urata;K. Toma;S. Covino;K. Wiersema;Kuiyun Huang;J. Shimoda;Asuka Kuwata;Sota Nagao;K. Asada;H. Nagai;Satoko Takahashi;Chao-En Chung;G. Petitpas;K. Yamaoka;L. Izzo;J. Fynbo;A. de Ugarte Postigo;M. Arabsalmani;M. Tashiro

Hα Polarimetry as a Powerful Diagnostics of Cosmic-Ray Modified Shock

Hα 旋光测量作为宇宙射线修正冲击的强大诊断方法

• 发表时间: 2021
• 作者: 吉田傑;赤松寛文;林克郎;Jiro Shimoda
• 通讯作者: Jiro Shimoda

銀河円盤から銀河ハローへのガス供給

从银盘到银晕的气体供应

• 发表时间: 2022
• 作者: 小林京平;桑原宏和;猪飼桂;高橋一樹;稲垣辰哉;吉岡拓哉;大熊盛也;本郷裕一;Satoshi Tsuchida;霜田治朗
• 通讯作者: 霜田治朗

Powerful Diagnostics of Cosmic-Ray Modified Shock by Hα Polarimetry

通过 Hα 偏振测定法对宇宙射线修正冲击进行强大的诊断

• 发表时间: 2022
• 期刊: 37th International Cosmic Ray Conference. 12-23 July 2021. Berlin, Germany - Online
• 作者: Shimoda Jiro;J. Martin Laming
• 通讯作者: J. Martin Laming