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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

基本信息

批准号：
09223204
负责人：
柴田晋平
金额：
$ 0.51万
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：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

パルサー(強く磁化した、高速に回転する中性子星)磁気圏における粒子の加速機構をガンマ線X線の最近の観測結果と総合して明らかにしてゆくことが、本研究の目的であった。磁気圏電場による粒子加速と電子陽電子を含む相対論的な電磁流体加速の2点に分けて成果を報告する。(1)磁気圏放射については、ミリ秒パルサーからのX線パルスの発見が重要な情報をあたえてくれた。従来の、磁局付近の加速(Polar Cap Acceleration)と光円柱近傍の加速(Outer Gap)の両面に渡って研究を行なった。Polar Capモデルでは、電流密度の広い範囲を研究し、従来の説を覆して磁場の幾何的な構造によらず、ある特性電流密度を越えさえすれば強い沿磁力線電場が発生することを証明した(Shibata,1997)。さらに、電子陽電子対が生成しても容易くその電場がシールドされないことを示した。(Shibata,Miyazaki & Takahara,1998 in press)Outer gapモデルでは従来、加速電圧は「ありき」として電圧は仮定されていた。そこで、電子陽電子対の生成過程と電圧発生を決めるPoisson-Maxwellの式を連立して理論的に加速電圧を求めた。その結果によると、光子-光子-衝突による電子陽電子対が起こりやすい若いパルサーでは高い電圧の加速がX線られないことがわかった(Hitotani & Shibata 1998)。標的となるX線が多すぎるためである。今後、このモデルを発展させ観測と比較したい。(2)パルサー磁気圏で相対論的なエネルギーまで加速されたプラズマ(パルサー風)は星間空間で衝撃波を形成しそれがシンクロトロン星雲として観測される。この現象をモデル化し、観測データと突き合わせることで、パルサー風の粒子のローレンツ因子、磁化率、そして星雲の磁場を計測するスキームを確立した(Shibata,Kawai & Tamura 1998)。X線天文衛星あすかによるデータに適用すると、ローレンツ印紙として10∧7以上、磁化率は1/1000であることがわかった。次の段階では、超新星残骸とパルサー風の関連、逆コンンプトン効果のTeVガンマ線に関する解析を行ないたい。最後に、経費について述べる。実際に衛星データの解析などを行なうと装置(計算システム)の維持、運用に予想う以上の経費とマンパワーが要ることがわかった。この点で補助金類がかなり不足する結果になってしまった。

The results of recent X-ray measurements of particles in the magnetic field (strong magnetization, high speed return, neutral satellite) are summarized. The purpose of this study is to investigate the acceleration mechanism of particles in the magnetic field. The results of particle acceleration and electron positron acceleration in magnetic field are reported. (1)Magnetic field radiation is very important information. Polar Cap Acceleration and Outer Gap Acceleration in Magnetic Field Polar Cap has been studied and proved to be capable of generating linear electric fields along magnetic fields due to the geometric structure of magnetic fields (Shibata,1997). The electron and positron pairs are easily generated by the electric field. (Shibata,Miyazaki & Takahara,1998 in press)Outer gap The generation process of electron positron pair and the acceleration voltage generation are solved by Poisson-Maxwell equation. As a result, photon-photon collision occurs between electrons and positrons, and X-ray acceleration occurs at high voltages (Hitotani & Shibata 1998). X-rays are the most common. In the future, we will continue to make progress in this field. (2)A shock wave is formed in the interplanetary space due to the relative acceleration of the magnetic field. This phenomenon is characterized by the determination of the magnetic susceptibility of particles, the magnetic susceptibility of particles, and the measurement of nebular magnetic fields (Shibata,Kawai & Tamura 1998). X-ray astronomical satellites are suitable for printing paper with magnetic susceptibility of 1/1000. The next step is to analyze the relationship between supernova remnants and wind, and the relationship between supernova remnants and wind, and the relationship between supernova remnants and wind. Finally, the cost is stated in the statement. The maintenance and operation of satellite data analysis equipment (calculation system) are expected to be completed. The results of this grant category are insufficient.