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

(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)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。