パルサーにおける超高エネルギー粒子の加速メカニズムの研究

脉冲星中超高能粒子加速机制研究

• 批准号: 08237202
• 负责人: 柴田 晋平
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Yamagata 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08237202/
• 关键词: 粒子加速; 磁気圏; パルサー; 中性子星; 電子陽電子対; プラズマ; MHD加速

従来電波パルサーとして知られていた高速回転する磁化した中性子星(パルサー)が強いガンマ線源であることが、最近明らかになってきた。パルサー磁気圏では相対論的エネルギー(a few TeV[=10Λ12 eV])に粒子が加速され(電場加速)、電子陽電子対プラズマが生成、再加速され、これが相対論的なプラズマの流れ(パルサー風)を形成する。これらのいく段かの加速プロセスのなかでガンマ線が放射されたと考えられている。しかし、粒子加速や放射機構はまだ十分には解明されていない。本研究では以下の二つの課題に取り組み、成果を得た。(1)電場加速プロセス、特に電場の形成メカニズムの研究。これまで電場の形成機構には大きく二つの学説があった。しかし、それらが単に仮定する電流密度の違うために異なった解の振る舞いを拾っていたことを示した。この研究によって、電場の形成仮定の基礎理論はほぼ完成の域に達したと思われる。電流密度がどのようにして決まるかはグローバル磁気圏の問題であり、今後の課題となった。加速電場は電子陽電子対が形成するとシールドされる。そのシールドプロセスを計算した。その結果、シールドするために必要な電子陽電子対の密度は今まで予想されていた密度(Goldreich julian density)よりはるかに大きくなければならないことが示された。(2)パルサーからのTeVガンマ線の放射源としてのパルサー雲の研究。X線天文衛星あすかによるパルサーの観測を組織的に行なった。その結果、11個のパルサーについてシンクロトロンで光る星雲を見つけた。これは、パルサー風によって励起されたものでありパルサー風の粒子のエネルギーは100TeVにもおよぶことがわかった。パルサー風の加速機構とガンマ線放出についての研究を今後進めて行きたい。

従 to waves パ ル サ ー と し て know ら れ て い た high-speed planning す る magnetization し た neutral trade (パ ル サ ー) strong が い ガ ン マ line source で あ る こ と が, recently Ming ら か に な っ て き た. パ ル サ ー magnetic 気 sha-lu で は phase theory of seaborne エ ネ ル ギ ー (what TeV] [= 10 Λ 12 eV) が に particles accelerate さ れ (electric field acceleration), electron positron プ seaborne ラ ズ マ が generation, to accelerate さ れ, こ れ が phase theory of seaborne な プ ラ ズ マ の flow れ (パ ル サ ー wind) を form す る. こ れ ら の い く segment か の accelerate プ ロ セ ス の な か で ガ ン マ line が radiation さ れ た と exam え ら れ て い る. The <s:1>, particle acceleration, や, radiological institution, まだ まだ, very に, に, explain されて, な, な. This study で で takes the に of the following <s:1> two に projects に and the results を to obtain た. (1) Research on the acceleration of プロセス by electric field and the formation of メカニズム by a special に electric field <e:1>. Youdaoplaceholder2 れまで electric field <s:1> forming mechanism に に large く く two に があった the があった theory. し か し, そ れ ら が 単 に 仮 set す る current density の violations う た め に different な っ た solution の vibration る dance い を pick っ て い た こ と を shown し た. The study of によって, the formation of electric field <e:1> 仮, the determination of the basic theory of <s:1>, ほぼ ほぼ, the completion of the <s:1> field に, the attainment of <s:1> たと, and the thinking of われる. Current density が <s:1> ように ように ように て て resolution まる まる グロ グロ バ バ バ まる magnetic atmosphere sphere <s:1> problem であ and future <s:1> topics となった. In an accelerating electric field, the が electron-positron pair が is formed to するとシ が が ドされる ドされる ドされる ドされる ドされる ドされる Youdaoplaceholder0 シ シ た ドプロセスを ドプロセスを ドプロセスを ドプロセスを calculate た. そ の results, シ ー ル ド す る た め に necessary な electron positron の seaborne density は today ま で to think さ れ て い た density (Goldreich Julian density) よ り は る か に big き く な け れ ば な ら な い こ と が shown さ れ た. (2) Research on パ サ サ サ ら ら <s:1> TeVガ <s:1> <s:1> line <s:1> radioactive source と <s:1> て て パ サ サ サ cloud <e:1>. The X-ray astronomy satellite あす によるパ によるパ サ サ あす 観 観 観 measures the に rows なった of the を organization. そ の results, 11 の パ ル サ ー に つ い て シ ン ク ロ ト ロ ン で る nebula を of light つ け た. こ れ は, パ ル サ ー wind に よ っ て wound up さ れ た も の で あ り パ ル サ ー wind の particle の エ ネ ル ギ ー は 100 tev に も お よ ぶ こ と が わ か っ た. The wind <s:1> acceleration mechanism is とガ サ めて, the release of the line is に, the て, the て, the research on を, and the future development is めて, た, た.

项目成果

S.Shibata 他11名: "X-ray Nebula around the Gamma-ray Pulsar PSR1055-52" The Astrophysical Journal. (印刷中). (1997)

S. Shibata 和其他 11 人：“伽马射线脉冲星 PSR1055-52 周围的 X 射线星云”《天体物理学杂志》（1997 年出版）。

柴田晋平: "宇宙の巨大加速器" パリティ(丸善). 12-2. 8-13 (1996)

Shinpei Shibata：“宇宙的巨型加速器”Parity（丸善）12-2（1996）。

S.Shibata: "The Field-Aligned Accelerato in the Pulsar Magnetosphere" Monthly Wotices of Royal Astronomical Society. (印刷中). (1997)

S. Shibata：“脉冲星磁层中的场对准加速器”皇家天文学会月刊（出版中）。

S.Shibata 他11名: "Heated Polar Capsin PSRs O656+14 and 1055-52" The Astrophysical Journal,Letters. 165. 35-38 (1996)

S. Shibata 和其他 11 人：“加热的极地辣椒素 PSRs O656+14 和 1055-52”《天体物理学杂志》，快报 165. 35-38 (1996)。

S.Shibata 他6名: "Detection of Magnetespherio X-ray Emisgion from Millisebond Pulsar B1821-24" The Astrophysical Journal,Letter. 377. 37-40 (1997)

S. Shibata 和其他 6 人：“来自 Millisebond Pulsar B1821-24 的 Magnetespherio X 射线发射的检测”，《天体物理学杂志》，信件 377. 37-40 (1997)。