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 source of galactic cosmic rays and are the most powerful celestial body. The acceleration process of cosmic rays requires a magnetic field and a magnetic field. Research on これまでの, Completely ionized プラズマを仮定したが, Supernova remnant からはHαも観measurementされており,そのweekりがcompletely ionizedでない事がわかっている. Partially ionized particles in the first year, conflict-free impact waves, particle acceleration, magnetic field amplification process, and adjustment.め、イオンをtake り入れたプラズマParticle シミュレーションコードの开発を行い、Complete に to った. In the 25th year, は开発したシミュレーションコードをcalculated を行った using いて. The following things are clear and thesis is clear. 1 The number of neutral particles that flow into the surface of the impact wave is the number of neutral particles that flow upstream, and the number of neutral particles that flow downward from the impact wave surface is the upper flow that comes out. 2しみ出したneutral particle は、撃波上流でイオン化しピックアップイオンとなり, choose the にrush wave を reciprocating することでspeed up される. 3 The influence of neutral particles and the thickness of shock wave migration layerロradiusのスケールからイオン化のSpaceスケールと大きくなる. 4 It is the influence of neutral particles, the influence of neutral particles, and the instability of sound waves that flow upstream. The final result is 4 linear analysis lines, シミュレーションのみではなく, The probability of the remnant of the supernova remnant is shown, and the paper is published.

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