銀河宇宙線加速における注入問題と最高エネルギー問題の観測的研究

宇宙空間を満たす高エネルギー荷電粒子は宇宙線と呼ばれ、中でも数ペタ電子ボルト以下のエネルギーを持つ宇宙線は、天の川銀河系内に起源を持つと考えられてきた。特に超新星残骸における衝撃波加速が有力な粒子加速のメカニズムである。しかし、加速機構がどのように始まり、どのように終わるかは未解決問題として残されている(注入問題と最高エネルギー問題)。本研究では多波長観測を用いて、この2大問題の解明に迫る。X線観測については、HESS J1641-463のChandra衛星とNuSTAR衛星のデータの解析、RX J1713.7-3946のNuSTAR衛星のデータ解析を主に行なった。前者はTeVガンマ線の観測からPeV程度の陽子が加速されていることが示唆されており、今回得られたX線の結果と併せて、多波長スペクトルの放射計算にも着手した。ガンマ線が陽子起源である場合、陽子陽子衝突から生じる二次電子がシンクロトロン放射を通してX線帯域にピークを持つ可能性があり、その検証を行なった。他の天体の観測公募に携わった。ガンマ線観測については、大質量星団W43/HESS J1848-018のTeVガンマ線望遠鏡HESSのデータ解析をリードし、TeVガンマ線の詳細な空間分布を明らかにし、空間分解されたスペクトル解析を行った。 サイエンスのみでなく、HESSの解析ソフトウェアの性能評価にも貢献した。また、MeV帯域で明るい天体をリストアップした。今後、MeVガンマ線の全天マップを作成し、非熱的制動放射が検出可能な天体を議論する。得られた結果は国内外の会議で報告した。

宇宙空間を満たす高エネルギー荷電粒子は宇宙線と呼ばれ、中でも数ペタ電子ボルト以下のエネルギーを持つ宇宙線は、天の川銀河系内に起源を持つと考えられてきた。特に超新星残骸における衝撃波加速が有力な粒子加速のメカニズムである。しかし、加速機構がどのように始まり、どのように終わるかは未解決問題として残されている(注入問題と最高エネルギー問題)。本研究では多波長観測を用いて、この2大問題の解明に迫る。X線観測については、HESS J1641-463のChandra衛星とNuSTAR衛星のデータの解析、RX J1713.7-3946のNuSTAR衛星のデータ解析を主に行なった。前者はTeVガンマ線の観測からPeV程度の陽子が加速されていることが示唆されており、今回得られたX線の結果と併せて、多波長スペクトルの放射計算にも着手した。ガンマ線が陽子起源である場合、陽子陽子衝突から生じる二次電子がシンクロトロン放射を通してX線帯域にピークを持つ可能性があり、その検証を行なった。他の天体の観測公募に携わった。ガンマ線観測については、大質量星団W43/HESS J1848-018のTeVガンマ線望遠鏡HESSのデータ解析をリードし、TeVガンマ線の詳細な空間分布を明らかにし、空間分解されたスペクトル解析を行った。 サイエンスのみでなく、HESSの解析ソフトウェアの性能評価にも貢献した。また、MeV帯域で明るい天体をリストアップした。今後、MeVガンマ線の全天マップを作成し、非熱的制動放射が検出可能な天体を議論する。得られた結果は国内外の会議で報告した。