ガンマ線バーストの統一モデルの研究

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ガンマ線バーストは100億光年先という宇宙の果てで起こる、全宇宙でもっとも明るい爆発現象である。その起源は発見から30年来明らかでなく、宇宙物理学における最大の謎となっている。観測されるガンマ線は、なんらかの中心天体から噴き出したジェットから生じると考えられるが、中心天体は直接観測できない。本研究の目的はその中心天体が何かという謎に迫るために、観測できるジェットの放射領域の物理状態に制限をつけていくことである。本年度は研究実施計画の延長として、ガンマ線バーストの残光における偏光輸送計算を行なった(雑誌論文2)。これにより残光の多波長にわたる偏光スペクトルを導出した。また近年注目されている低効率電子加速モデルにおける偏光スペクトルも導出し、電波において偏光度が落ちることを示した。この振る舞いは現在計画中の電波望遠鏡ALMAで観測可能である。この研究はガンマ線バーストにおいて偏光によるプラズマ診断の方法を示した初めての論文であり、近い未来にモデルの是非を観測で確かめられることを提案した点が優れている。また、ガンマ線の放射機構に対し新たな理論モデルの提案も行なった(雑誌論文1)。このモデルはいままで解決できなかった高放射効率を実現できるものである。現在このモデルによるガンマ線偏光スペクトルの理論的予測を計画している。さらに昨年度と同様、Swift衛星の観測チーム(宇宙研の佐藤理江氏、東工大の河合誠之氏)と共同して最新のX線観測結果の理論的解釈を行い、現在論文を投稿中である。NASAのガンマ線偏光検出衛星計画POETに参加し、プロポーザルの理論部分の主要部を担当した。研究成果は2つの国際会議で発表し、海外の研究者と活発に議論した。