確率微分方程式を用いた宇宙線の太陽変調および銀河変調の研究

使用随机微分方程研究太阳和银河系宇宙线的调制

• 批准号: 06J05903
• 负责人: 三宅 晶子
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J05903/
• 关键词: 宇宙線; 太陽圏; 銀河風; 惑星間空間磁場; 太陽風; スターバースト銀河; 電波ハロー

(1)太陽変調の研究:太陽変調現象は、銀河宇宙線そのものや太陽圏環境に関する情報を与えてくれる一方で、宇宙線エネルギースペクトルに隠れた貴重な物理情報の抽出を困難にする。特に最近ではPAMELAが超対称性粒子を起源とする一次起源陽電子の存在を示唆する電子・陽電子強度観測結果を検出したが、太陽変調による効果がどの程度寄与しているのかが問題になっている。そこでFisk-type惑星間空間磁場を考慮した太陽変調現象の数値実験を電子・陽電子のエネルギースペクトル導出に適用し、エネルギー数GeV以下のエネルギースペクトルが観測結果に一致することを確認した。一方でPAMELAの電子・陽電子強度観測で検出されている高エネルギー領域における陽電子強度の超過は太陽変調現象で説明することができず、超対称性粒子を起源とする一次起源陽電子の存在が示唆される結果となった。(2)銀河変調の研究:銀河宇宙線のpath lengthは、銀河系内における宇宙線伝播過程を探究する上で重要な手がかりとなる。そこで銀河系内における宇宙線伝播計算にSDEを用いた数値解法を適用することで、銀河宇宙線の年齢分布や宇宙線源の空間分布、path lengthの分布を推定した。その結果得られた宇宙線年齢分布の平均値は観測に近い値となり、また年齢分布や宇宙線源の空間分布、path lengthの分布、および宇宙線の拡散領域は拡散係数の大きさに依存することを確認した。また本数値計算で得た年齢分布から見積もったpath lengthの分布は、対数正規分布型で近似できることを確認した。他方、一昨年度から研究を進めているスターバースト銀河NGC253の電波ハローに関する研究も進展させ、観測された電波ハロー構造の詳細を再現しうる自己無撞着な銀河風と磁場構造のモデルの構築に成功した。

(1)The study of solar modulation: solar modulation phenomenon, galactic cosmic rays and solar environment related information, and the difficulty of extracting valuable physical information In particular, PAMELA has recently demonstrated the existence of primary positrons in the origin of supersymmetric particles, and the results of electron and positron intensity measurements have been found to be related to the extent of solar modulation. The number of electrons and positrons in the space magnetic field between satellites is considered to be suitable for the calculation of the number of electrons and positrons in the space magnetic field. The electron and positron intensity measurements of PAMELA indicate the existence of primary positrons in the field of high energy, high energy and high energy. (2)The study of galactic modulation: the path length of galactic cosmic rays, the process of cosmic ray propagation in the Milky Way, and the importance of research. For the calculation of cosmic ray propagation in the Milky Way, the numerical solution is applied to the estimation of the distribution of galactic cosmic rays, the spatial distribution of cosmic ray sources, and the path length distribution. The results show that the average value of the annual distribution of cosmic rays is close to the middle value, the annual distribution of cosmic rays, the spatial distribution of cosmic rays, the path length distribution of cosmic rays, and the dispersion coefficient of cosmic rays. The calculation of this number is based on the distribution of the product path length, and the approximate distribution of the number is confirmed. In other words, the research progress of the Galaxy NGC253 has been made in the past year, and the detailed reconstruction of the structure of the Galaxy wind and magnetic field has been successfully constructed.

项目成果

Numerical studies on the structure of the cosmic ray electron halo in starburst galaxies

星暴星系宇宙线电子晕结构的数值研究

• 发表时间: 2007
• 期刊: Astrophysics and Space Science 309
• 作者: S. Miyake;S. Yanagita;Shoko Miyake;S. Matsumoto;本原顕太郎;Shoko Miyake;林将央;K. Ishiwata;Shoko Miyake
• 通讯作者: Shoko Miyake

太陽活動極小期における銀河宇宙線の太陽変調

太阳极小期期间银河宇宙线的太阳调制

• 发表时间: 2007
• 作者: 三宅晶子;柳田昭平
• 通讯作者: 柳田昭平

Progress in solar modulation model

太阳能调制模型的进展

• 发表时间: 2008
• 作者: S.Miyake;S.Yanagita;T.Yoshida;Taura D;Shoko Miyake;Okada Y;岡田洋平;三宅晶子;岡田洋平;Nagoshi N;三宅晶子;Tada H.;三宅晶子
• 通讯作者: 三宅晶子

銀河宇宙線の太陽変調現象:宇宙線反陽子の起源にせまる鍵

银河宇宙线的太阳调制现象：宇宙线反质子起源的关键

• 发表时间: 2007
• 作者: S.Miyake;S.Yanagita;T.Yoshida;Taura D;Shoko Miyake;Okada Y;岡田洋平;三宅晶子;岡田洋平;Nagoshi N;三宅晶子;Tada H.;三宅晶子;岡田洋平;三宅 晶子;Yohei Okada;三宅 晶子
• 通讯作者: 三宅 晶子

The effect of a modified Parker field on the modulation of the galactic cosmic rays

改良帕克场对银河宇宙线调制的影响

• 发表时间: 2008
• 期刊: Proceeding of the 30th International Cosmic Ray Conference volume 1
• 作者: S. Miyake;S. Yanagita
• 通讯作者: S. Yanagita