超新星1987Aにおける高エネルギー粒子加速と光度曲線への影響

超新星1987A中高能粒子加速及其对光变曲线的影响

• 批准号: 05242203
• 负责人: 柳田 昭平
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05242203/
• 关键词: 超新星; 粒子加速; 宇宙線

超新星1987Aの爆発後1000日頃の光度曲線の理論推定値からのずれを、衝撃波によって加速された宇宙線の電離損失で説明できる可能性を探るのが本研究の目的である。従って超新星残骸中での高エネルギー粒子加速を電離損失も考慮してシミュレートできるプログラムの開発が必須である。本研究開始時点ではモンテカルロ法を用いることを考えたが、途中から大きな方針転換をはかった。高エネルギー粒子の加速伝播過程はFokker-Planck方程式で記述される。確率過程論の分野ではよく知られていることであるが、Fokker-Planck方程式は、それに対応する連立確率微分方程式に等価である。この等価性に着目して連立微分方程式を解くことは、元の偏微分方程式を解くことに比べてはるかに容易である。この方針に沿ってEuler法を用いて確率微分方程式を解くプログラムを開発した。このアルゴリズムを用いるとFermiI,II型の両加速プロセスをほぼ同様に扱うことが可能である。しかし現在のところ粒子は試験粒子扱いにとどまっている。拡散定数のエネルギー依存性は入れない衝撃波によるFermi I型の加速プロセスについては、10^6ケの粒子についてのシミュレーションをわずか約30分の計算時間で実行できる(導入したワークステーションで)。エネルギー損失としては現在シンクロトロン放射のみを入れているが、制動放射、電離損失を入れるのはそう困難ではないと予想される。開発したアルゴリズムでは粒子の空間分布も得られるので、加速粒子からのガンマ線、電波発生の空間、時間変化も予測できる。超新星1987Aでの粒子加速と、電波およびガンマ線生成のシミュレーション結果を近々の内にまとめる予定である。

Supernova 1987 a 1000 days after the explosion の 発 recollected の photometric curve の presumption theory numerical か ら の ず れ を, strong shock wave に よ っ て accelerate さ れ た cosmic ray の ionization loss で illustrate で き る possibility を agent る の が の purpose this study で あ る. High 従 っ て in the supernova remnant で の エ ネ ル ギ ー particle acceleration を ionization loss も consider し て シ ミ ュ レ ー ト で き る プ ロ グ ラ ム の open 発 が must で あ る. This research start point で は モ ン テ カ ル を ロ method with い る こ と を exam え た が, en か ら big き な policy planning in を は か っ た. The process of <s:1> acceleration of the 伝 broadcast of high エネ ギ ギ ギ particles <e:1> is described by the Fokker-Planck equation で される. Probabilistic expounds の eset で は よ く know ら れ て い る こ と で あ る が, activities - Planck equation は, そ れ に 応 seaborne す る even a set of probabilistic differential equations に etc 価 で あ る. 価 こ の etc with mesh し に て particsun differential equations を solution く こ と は, yuan の partial differential equations を solution く こ と に than べ て は る か に easy で あ る. The に principle に follows the ってEuler method を and uses the を て differential equation of certainty を to solve くプログラムを to develop た. <s:1> ア ア ゴリズムを using the ると るとFermiI, type II <s:1> acceleration プロセスをほぼ is the same as に う う とが とが とが である である may である. <s:1> まって <s:1> now と ろ ろ ろ particles experimental particles handle と にと まって る る. Company, scattered destiny の エ ネ ル ギ ー dependency は into れ な い blunt shock wave に よ る Fermi type I の accelerate プ ロ セ ス に つ い て は, 10 ^ 6 ケ の particle に つ い て の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を わ ず か about 30 points の computing time で line be で き る (import し た ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン で). エ ネ ル ギ ー loss と し て は now シ ン ク ロ ト ロ ン radiation の み を into れ て い る が, braking radiation, ionization loss を れ る の は そ う difficult で は な い と to think さ れ る. Open 発 し た ア ル ゴ リ ズ ム で の spatial distribution も は particles have ら れ る の で, accelerate the particles か ら の ガ ン マ line, waves 発 の space and time variations も be で き る. Supernova 1987 a で の particle acceleration と, waves お よ び ガ ン マ line generated の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン results を nearly 々 の within に ま と め る designated で あ る.