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

基本信息

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

项目摘要

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。我们研究了最大能量超过10^<20> eV的超高能宇宙射线的起源和加速机制。尽管由于冲击波引起的主要费米加速度是最强大的机制，但很难在星系中使用冲击波加速这种能量，并且已经揭示了喷气式飞机中的准占相关性冲击波，而无线电波银河系中的热点是最强大的候选者。由于与光子的碰撞，由于中央核区域附近的冲击波引起的加速度很难阻止加速，而热点仍然是第一个候选者。为了解释观察到的超高能的能量密度 - 宇宙射线，每个射电星系都以宇宙射线的形式散发出大约几％的无线电发光度的能量。有人认为，为了观察到该模型，最好研究宇宙射线各向异性。 2。在电击波引起的统计加速度中，当磁场和冲击波前倾斜相交时，加速度效率增加了几十次。这是因为由于冲击波前的磁场中的不连续性，加速粒子从上游进入时反射的概率很高，并且很可能仅限于上游侧。目前，除了正常的统计加速度外，还增加了漂移加速度，从而显着提高了加速度效率。加速颗粒的能量光谱并不是很大。该结果可以将超新星残留物中加速质子的最大能量提高到近10^<16> eV，从而有可能解释观察到的光谱弯曲的位置。此外，在无线电星系中的热孔中，质子的最大能量可以超过10^<20> eV。