超高エネルギ-宇宙線の加速機構

超高能量——宇宙射线加速机制

• 批准号: 02211209
• 负责人: 高原 文郎
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan 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: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02211209/
• 关键词: 宇宙線の起源; 宇宙線の加速機構; 衝撃波; 電波銀河; 超新星残骸

1.最高エネルギ-が10^<20>eVを超えるような超高エネルギ-宇宙線の起源と加速機構について検討した。衝撃波による一次フェルミ加速が最も有力な機構であるが、銀河内の衝撃波ではこのエネルギ-まで加速するのは困難であり、電波銀河のジェットやホットスポットにおける準相対論的な衝撃波が最も有力な候補になることを明らかにした。中心核近傍の衝撃波による加速では光子との衝突によって加速が妨げられるという困難があり、ホットスポットが第一候補として残る。観測される超高エネルギ-宇宙線のエネルギ-密度を説明するためには、それぞれの電波銀河が電波光度の数%程度のエネルギ-を宇宙線として放出していればよい。このモデルを観測的にチェックするためには、宇宙線の非等方性を調べることがよいことを論じた。2.衝撃波による統計加速において、磁場と衝撃波面とが斜めに交わる場合に加速効率が数十倍上昇することをモンテカルロシミュレ-ションで示した。これは加速粒子が衝撃波面における磁場の不連続によって上流から入射した時に反射される確率が大きく、上流側に閉じこめられやすいことに起因している。この時は通常の統計加速に加え、ドリフト加速が加わることにより加速効率が著しく増大する。加速粒子のエネルギ-スペクトルはあまり変化がない。この結果は超新星残骸で加速される陽子の最大エネルギ-を10^<16>eV近くまで上昇させうるので、観測されるスペクトルの折れ曲がりの位置を説明する可能性を与える。また電波銀河のホットスポットでは陽子の最大エネルギ-は10^<20>eVをこえうることになる。

1. The highest エ ネ ル ギ - が 10 ^ < > 20 eV を super え る よ う な ultra-high エ ネ ル ギ - cosmic ray の と accelerate institutional origin に つ い て beg し 検 た. Blunt shock wave に よ る a フ ェ ル ミ accelerate the most powerful な も が institutions で あ る が, galactic の blunt shock wave で は こ の エ ネ ル ギ - ま で accelerate す る の は difficult で あ り, radio galaxy の ジ ェ ッ ト や ホ ッ ト ス ポ ッ ト に お け る quasi phase theory of seaborne な blunt shock wave が most powerful な も alternate に な る こ と を Ming ら か に し た. Center core に nearly alongside の blunt shock wave よ る accelerate で は photon と の conflict に よ っ て accelerate が hinder げ ら れ る と い う difficult が あ り, ホ ッ ト ス ポ ッ ト が first alternate と し て る residue. 観 measuring さ れ る ultra-high エ ネ ル ギ - cosmic ray の エ ネ ル ギ - density を specifications す る た め に は, そ れ ぞ れ の が radio waves galaxy luminosity の number % level の エ ネ ル ギ - ray を と し て release し て い れ ば よ い. こ の モ デ ル を に 観 measured チ ェ ッ ク す る た め に は, cosmic ray の non isotropic を adjustable べ る こ と が よ い こ と を theory じ た. 2. Impact shock wave に よ る statistical accelerate に お い て, magnetic field と blunt shock wave と が inclined め に pay わ る occasions に accelerated rates unseen が dozens of times rise す る こ と を モ ン テ カ ル ロ シ ミ ュ レ - シ ョ ン で shown し た. こ れ は accelerated particles が blunt shock wave に お け の る magnetic field is not even 続 に よ っ て upper か ら incident し た に さ reflections れ る probabilistic が big き く, upper side に closed じ こ め ら れ や す い こ と に cause し て い る. こ の は often の statistical accelerate に え, ド リ フ ト accelerate が plus わ る こ と に よ り accelerated rates unseen が the し く raised large す る. The accelerated particle <s:1> エネ ギ ギ-スペ ト ト ト あま あま あま transformation がな あま. こ の results は supernova remnant で accelerate さ れ る yoko の biggest エ ネ ル ギ - を 10 ^ < 16 > eV nearly く ま で rise さ せ う る の で, 観 さ れ る ス ペ ク ト ル の fold れ qu が り の position を illustrate す を る possibility and え る. Youdaoplaceholder0 radio wave galaxy また ホットスポットで また male particle <e:1> maximum エネ ギ ギ- <s:1> 10^<20>eVを えうる えうる えうる とになる とになる.

项目成果

F. Takahara: "On the Origin of Highest Energy Cosmic Rays" Progress of Theoretical Physics. 83. 1071-1075 (1990)

F. Takahara：“论最高能量宇宙线的起源”理论物理进展。

F.Takahara: "Particle Acceleration Mechanisms in Astrophysics" Proc.4th Workshop on ElementaryーParticle Picture of the Universe. 204-217 (1990)

F.Takahara：“天体物理学中的粒子加速机制”Proc.4th Workshop on Elementary-Particle Picture of the Universe 204-217 (1990)。

F.Takahara: "Particle Acceleration by Oblique Shock Waves" Proc.ICRR International Symposium on Astrophysical Aspects of the Most Energetic Cosmic Rays. (1991)

F.Takahara：“倾斜冲击波的粒子加速”Proc.ICRR 关于最高能量宇宙射线天体物理方面的国际研讨会。