部分電離プラズマ中の超新星残骸における宇宙線の加速機構と逃走過程の解明

部分电离等离子体中超新星遗迹中宇宙线的加速机制和逃逸过程的阐明

• 批准号: 12J08344
• 负责人: 大平 豊
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Aoyama Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J08344/
• 关键词: 超新星残骸; 衝撃波; プラズマ; 粒子加速; 宇宙線

超新星残骸は銀河宇宙線の源として最有力天体である。宇宙線の加速過程とそれに必要な磁場についてはまだわかっていない。これまでの研究は、完全電離プラズマを仮定したが、超新星残骸からはHαも観測されており、その周りが完全電離でない事がわかっている。初年度では部分電離プラズマ中の無衝突衝撃波とそこでの粒子加速や磁場増幅過程を調べるため、イオン化を取り入れたプラズマ粒子シミュレーションコードの開発を行い、完成に至った。25年度は開発したシミュレーションコードを用いて計算を行った。以下の事を明らかにし、論文にした。1 衝撃波面に流入する上流の中性粒子のフラックスの数%が、衝撃波下流から上流へしみ出す。2 しみ出した中性粒子は、衝撃波上流でイオン化しピックアップイオンとなり、選択的に衝撃波を往復することで加速される。3 しみ出した中性粒子の影響で、衝撃波遷移層の厚みがジャイロ半径のスケールからイオン化の空間スケールと大きくなる。4 しみ出した中性粒子の影響で、衝撃波上流では音波が不安定になる。最後の結果の4は線形解析を行い、シミュレーションのみではなく、実際の超新星残骸でも生じる可能性があることを示し、論文にした。

Supernova remnants are the most powerful celestial bodies in the Milky Way. Cosmic ray acceleration process is necessary for magnetic field. The study of supernovae is based on the complete ionization of supernovae and supernovae. In the early years, the collision-free shock wave and the particle acceleration and magnetic field increase process were modulated, and the particle acceleration and magnetic field increase process were completed. 2015 - 06 - 07 00:00 The following is a list of events. 1. Number of neutral particles flowing into the upper part of the shock wave surface and flowing out of the upper part of the shock wave surface 2. Neutral particles and shock waves are accelerated upstream. 3. The influence of neutral particles, the thickness of the shock wave migration layer, the radius of the shock wave migration layer and the space of the shock wave migration layer 4. The influence of neutral particles, shock waves and sound waves on the upper flow is unstable. Finally, the results of the four linear analysis, the existence of the supernova remnant, the possibility of the occurrence of the supernova remnant, the paper

项目成果

Effects of Leakage Neutral Particles on Shocks

泄漏中性粒子对冲击的影响

• DOI: 10.1088/0004-637x/758/2/97
• 发表时间: 2012
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Satoru Katsuda;Yutaka Ohira;Koji Mori;Hiroshi Tsunemi;Hiroyuki Uchida;Katsuji Koyama;and Toru Tamagawa;大平豊;Kazunori Kohri;Eveline A. Helder;Yutaka Ohira;Yutaka Ohira
• 通讯作者: Yutaka Ohira

ESCAPE OF COSMIC-RAY ELECTRONS FROM SUPERNOVA REMNANTS

• DOI: 10.1111/j.1365-2966.2012.21908.x
• 发表时间: 2011-06
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: Y. Ohira;R. Yamazaki;N. Kawanaka;K. Ioka

Entropy at the Outskirts of Galaxy Clusters as Implications for Cosmological Cosmic-Ray Acceleration

星系团外围的熵对宇宙学宇宙射线加速的影响

• DOI: 10.1088/2041-8205/767/1/l4
• 发表时间: 2013
• 期刊: The Astrophysical Journal Letter
• 作者: M. Garcia Perez;A. Gonzalez-Arroyo;M. Okawa;Yutaka Fujita
• 通讯作者: Yutaka Fujita

Simulations of Collisionless Perpendicular Shocks in Partially Ionized Plasmas

部分电离等离子体中无碰撞垂直冲击的模拟

• DOI: 10.1103/physrevlett.111.245002
• 发表时间: 2013
• 期刊: Physical Review Letters
• 影响因子: 8.6
• 作者: Ohira;Yutaka
• 通讯作者: Yutaka

Cosmic Ray Acceleration Mechanism

宇宙射线加速机制

• 发表时间: 2014
• 作者: Satoru Katsuda;Yutaka Ohira;Koji Mori;Hiroshi Tsunemi;Hiroyuki Uchida;Katsuji Koyama;and Toru Tamagawa;大平豊;Kazunori Kohri;Eveline A. Helder;Yutaka Ohira;Yutaka Ohira;Yutaka Ohira
• 通讯作者: Yutaka Ohira