超新星残骸の衝撃波による粒子加速

超新星遗迹冲击波引起的粒子加速

• 批准号: 03218207
• 负责人: 高原 文郎
• 金额: $ 0.64万
• 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: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03218207/
• 关键词: 超新星残骸; 衝撃波; 粒子加速; 宇宙線の起源

超新星残骸の衝撃波で加速されうる宇宙線陽子の最大エネルギ-について理論的に検討した。これまでに未解決の大きな問題は観測的には銀河宇宙線のスペクトルは10^<15‐16>eVまでまっすぐに延びているのに対し、理論的に求められた最大エネルギ-が10^<14>eVでしかないという点にあった。本研究では(1)磁場が衝撃波面と斜めに交わる斜め衝撃波における加速、(2)衝撃波が単独ではなく、二重に存在している二重衝撃波における加速の2つの場合について検討した。その結果、(1)では著しい加速時間の短縮が可能であることを見い出した。(2)の場合には加速時間は単独衝撃波の場合とほとんど同じであり、問題の解決にはならないと考えられる。(1)については、モンテカルロシミレ-ションにより、衝撃波面で入射された粒子が波面の上流及び下流で繰返し散乱される過程を追跡することによって、加速時間とエネルギ-スペクトルを求めた。散乱については等方大角散乱を仮定したが、波面と粒子との相互作用については磁気モ-メントの保存を仮定しなかった。粒子の反射、透過後のピッチ角分布について、別のシミレ-ションで得られた分布を採用することによってより現実に近づけたことになる。しかも、得られた結果は磁気モ-メントの保存、非保存にはあまりよらないことがわかった。いづれにせよ磁場と衝撃波面とが平行に近い程加速時間は短縮され、これまでの平行衝撃波の場合に比べ、100倍程度高いエネルギ-まで加速されうることが見い出された。(2)については拡散対流方程式の差分法による数値解を求めたが、所期の目的には役立たないことが判明した。この数値コ-ドは将来より現実的な球対称衝撃波の時間発展を粒子加速を考慮して取り扱う時に有用となる。

Supernova Remnants Shock Wave Acceleration and Cosmic Ray Sons Maximum Generation-Theoretical Investigation The unsolved problem is that of measuring galactic cosmic rays at 10^&lt;15‐16&gt;eV and finding theoretical solutions to the problem of maximum radiation at 10^&lt;15‐16&gt; <14>eV. In this study,(1) acceleration of shock wave due to oblique intersection of magnetic field and shock wave,(2) acceleration of shock wave due to single shock wave and double shock wave, and (3) acceleration of shock wave due to double shock wave are discussed. As a result,(1) the acceleration time is shortened, and (2) the acceleration time is shortened. (2)In case of acceleration, time, shock wave, problem solving, etc. (1)In addition, the acceleration time of the shock wave surface is determined by tracing the upward and downward flow of the incident particles. Scattered particles interact with each other in a way that is consistent with the cube. This is closer to reality when the angular distribution of particles after reflection and transmission is combined with other distributions obtained from the micro-system. The result is that the magnetic field is not preserved, and the non-preservation is not preserved. In the case of parallel shock waves, the acceleration time is shortened, and the acceleration time is 100 times higher than that of parallel shock waves. (2)The numerical solution of the dispersion equation is obtained by the difference method, and the desired purpose is determined. The number of particles in the shock wave is calculated using the time evolution of the shock wave.

项目成果

[編集]M.Nagano: "Astrophysical Aspects of the Most Energetic Cosmic Rays" World Scieutitic, 500 (1991)

[编辑] M.Nagano：“最具能量的宇宙射线的天体物理方面”世界科学，500（1991）

F.Takahara: "Particle Acceleration by Oblique Shock Waves" Proc.ICRR.International Symp.Astrophysical Aspects of the Most Energetic Cosmic Rays. 291-300 (1991)

F.Takahara：“倾斜冲击波的粒子加速”Proc.ICRR.International Symp.Astrophysical Aspects of the Most Energy Cosmic Rays。

F.Takahara: "Particle Acceleration Mechanisms in Astrophysics" in Physics and Astrophysics of Neutrinos(Springen). (1992)

F.Takahara：“天体物理学中的粒子加速机制”，中微子物理学和天体物理学（斯普林根）。