THEORETICAL STUDY OF COSMIC RAY ASTROPHYSICS

宇宙射线天体物理学的理论研究

基本信息

  • 批准号:
    04640307
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.34万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    1992
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1992 至 1993
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

1. The site and mechanism of cosmic ray acceleration are studied. The attainable maximum energy for oblique shocks, where the magnetic field direction and the shock normal is not parallel, is estimated analytically. It turns out to be 10^<16> and 10^<20>eV for supernova remnants and radio galaxies, respectively, which possibly resoved the long standing problem. Further, I have made Monte Carlo simulations, which confirmed the analytic estimates. Geometrical effects on the acceleration process is under investigation.2. I studied a possibility to observationally confirm the acceleration theory. Since the cosmic ray spectrum at the acceleration site is expected to be much flatter than that observed on the earth, the gamma-ray spectrum emitted at the acceleration site should also be flat. I calculated expected gamma-ray flux from supernova remnants, and found that the flux is just below the detection limit of existing instruments and can be observable by Cerenkov telescopes and EAS arrays under construction.3. I also studied GeV gamma-ray emission from blazars which have recently been discovered by EGRET on board CGRO satellite. I argued that gamma-rays are produced by the inverse Compton scattering off soft photons by relativistic electrons in a beamed jet. I applied shock acceleration theory to this problem ; I found that a break in the electron spectrum should appear due to radiative cooling and that this break corresponds to the photon energy of around 10MeV for 3C279.
1. 研究了宇宙射线加速的位置和机理。在磁场方向与激波法线不平行的斜冲击中,可获得的最大能量是解析估计的。结果表明,超新星遗迹和射电星系的eV值分别为10^<16>和10^<20>,这可能解决了长期存在的问题。此外,我做了蒙特卡罗模拟,证实了分析估计。几何效应对加速过程的影响正在研究中。我研究了一种通过观测证实加速理论的可能性。由于预计在加速点的宇宙射线谱比在地球上观测到的要平坦得多,因此在加速点发射的伽马射线谱也应该是平坦的。我计算了超新星残骸的预期伽马射线通量,发现通量刚好低于现有仪器的检测极限,可以用切伦科夫望远镜和正在建造的EAS阵列观测到。我还研究了最近由CGRO卫星上的EGRET发现的blazars的GeV伽玛射线发射。我认为伽马射线是由束射射流中相对论性电子对软光子的逆康普顿散射产生的。我将冲击加速度理论应用于这个问题;我发现,由于辐射冷却,电子谱中应该出现一个断裂,这个断裂对应于3C279的光子能量约为10MeV。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
T.Naito: "High Energy Gamma-ray Emission from Supernova Remnants" J.Phys.G.(掲載決定). (1994)
T.Naito:“超新星遗迹的高能伽马射线发射”J.Phys.G.(已决定出版)(1994 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Naito and F.Takahara: "High Energy Gamma-ray Emission from Supenova Remnants" J.Phys.G.(in press). (1994)
T.Naito 和 F.Takahara:“超新星遗迹的高能伽马射线发射”J.Phys.G.(出版中)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
F.Takahara: "in“Physics and Astrophysiscs of Neutrinos"eds.A.Suzuki and M.Fukugita" Springer(印刷中), 900(40) (1994)
F. Takahara:“A. Suzuki 和 M. Fukugita 编辑的《中微子物理学和天体物理学》” Springer(正在出版),900(40) (1994)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Shimura and F.Takahara: "Vertical Structure and Emssion Spectrum of an Accretion Disk around a Massive Black Hole." Astrophys.J.419. 78-85 (1993)
T.Shimura 和 F.Takahara:“大质量黑洞周围吸积盘的垂直结构和发射光谱”。
  • DOI:
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  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Shimura: "Vertical Structure and Emission Spectrum of an Accretion Disk around a Massive Black Hole" Astrophys.J.419. 78-85 (1993)
T.Shimura:“大质量黑洞周围吸积盘的垂直结构和发射光谱”Astrophys.J.419。
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