運動学的衝撃波による非熱的高エネルギー粒子の加速

动能冲击波对非热高能粒子的加速

• 批准号: 07247222
• 负责人: 星野 真弘
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Institute of Space and Astronautical Science
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07247222/
• 关键词: 衝撃波; 粒子加速; 数値シミュレーション

衝撃波による粒子加速の問題は、高エネルギー天体プラズマ物理学の中心課題の一つであり、活動銀河核や超新星などでの高エネルギー粒子の起源を理解していく上でも重要である。本研究では運動学的粒子法による数値シュミレーションを用い、プラズマ集団現象に基づく加速粒子と波との相互作用の観点から非熱的高エネルギー粒子形成過程の研究を行った。特に、相対論的な流速を持つ垂直衝撃波の構造を調べ、プラズマ粒子間のエネルギー輸送の考察い、以下の結果を得た。このテーマに関連した一連の研究も含めて箇条書きすると、(1)電子・陽電子プラズマの場合、非熱的高エネルギー粒子は形成されない。(2)電子・陽電子プラズマに少数の重イオンが混在していると、効率よく高エネルギー陽電子が形成される。そして、陽電子のエネルギースペクトルはべき則で記述できるものが得られた。これは衝撃波上流で重イオンが担っていた運動エネルギーが、衝撃波下流で大振幅の左偏波の波を励起し、この波と陽電子のサイクロトロン共鳴が起きるためである。(3)重イオン・電子の2成分プラズマ中でも、重イオンから電子へのエネルギー変換があることが解った。しかし、エネルギー変換の過程は(2)と異なり、衝撃波上流に向かって伝搬するプリカーサ波が衝撃波の構造に重要な役割を果たしている。相対論的領域ではプリカーサ波が負の電荷を運び、プリカーサ波後面に出来る静電場による電子の加速が重要である。

The problem of particle acceleration due to shock waves is one of the central topics in physics, and it is important to understand the origin of particles due to the existence of active galactic nuclei and supernovae. In this paper, we study the particle formation process of non-thermal high-energy particles by using the kinematic particle method. In particular, the structure of vertical shock wave is modulated by relative velocity, and the transmission of shock wave between particles is investigated. The following results are obtained. The study of this relationship includes several aspects: (1) the formation of electron, positron and non-thermal particles. (2)The electron and positron are mixed in a small number of ways, and the efficiency is high. In addition, it is necessary to describe the development of solar cells and solar cells. The shock wave up-flow is heavy, the shock wave down-flow is large amplitude, the left deflection wave is excited, and the positive electron wave resonance is excited. (3)The two components of the electron are separated into two parts: the electron is separated from the electron and the electron is separated from the electron. The process of shock wave transformation is (2) different from that of shock wave up-flow transformation, which is an important part of shock wave structure. In contrast, in the theoretical domain, the electrostatic field and electron acceleration are important.

项目成果

V.Kaspi: "Shock-Powered X-Ray Emission from the Binary Pulsar PSR" Astrophisical Journal. 453. 1259-1263 (1995)

V.Kaspi：“来自二元脉冲星 PSR 的冲击动力 X 射线发射”天体期刊。

M.Hoshino: "Formation of Non-themal,High Energy Particles in Relativistic Magnetosonic Shock Waves" Advances in Space Research. 15. 67-70 (1995)

M.Hoshino：“相对论磁声冲击波中非热高能粒子的形成”空间研究进展。

M.Hoshino: "Structure of Plasma Sheet Cuurentin Distant Magnetotail : Doubly Humpped Electric Current Sheet" Advances in Space Research. 18. 5-8 (1996)

M.Hoshino：“等离子体片电流远磁尾的结构：双峰电流片”空间研究进展。

T.Terasawa: "An Electron Fermi Acceleration Event at an Interplanetary Shock Wave on Feb 21," International Cosmic Ray Conference. 4. 389-392 (1995)

T.Terasawa：“2 月 21 日行星际冲击波中的电子费米加速事件”，国际宇宙射线会议。

M.Hoshino: "Particle Acceleration of Relativistic Shock Waves in Electron-lon Plasmas" 24th International Cosmic Ray Conference. 3. 253-256 (1995)

M.Hoshino：“电子等离子体中相对论冲击波的粒子加速”第 24 届国际宇宙射线会议。