超新星残骸における電子加速と大振幅に揺らいだ磁場

超新星遗迹中的电子加速和磁场大幅波动

• 批准号: 08J01697
• 负责人: 大平 豊
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J01697/
• 关键词: 超新星残骸; 衝撃波; プラズマ; 粒子加速

超新星残骸のX線の観測により超新星残骸衝撃波近傍では、磁場が星間ガスの3μGから100μG以上に増幅されていることが示唆されている。磁場の値は、衝撃波粒子加速機構の加速効率を決める重要な物理量である。しかし理論的に、どのようにして、どの程度まで増幅されるのかはわかっていない。また、超新星残骸は銀河宇宙線の源として最有力天体であるが、理論が予言する宇宙線のエネルギースペクトルと、地球で観測される宇宙線のエネルギースペクトルは異なり、矛盾する。本年度は、これらの問題に重点をおいて研究を行った。超新星残骸からはHαも観測されていることに着目し、中性粒子が無衝突衝撃波へ与える影響について調べた。線形解析によって、衝撃波下流では磁場を増幅する無衝突プラズマ不安定性が発達することを明らかにした。また、衝撃波の構造も変えることを示した。さらに宇宙線によって、衝撃波上流のプラズマが衝撃波に達する前に減速する場合は、中性粒子のイオン化を考慮すると、衝撃波上流での磁場の増幅、衝撃波の圧縮率の変化、衝撃波波乗り加速が生じることを示した。また、超新星残骸で加速された宇宙線が、超新星残骸から逃げ出すときに、エネルギーの高い宇宙線ほど早く逃げ出すことを考慮して、逃げ出した後の宇宙線のエネルギースペクトルを調べた。その結果、逃げ出したあとのエネルギースペクトルは、加速領域のエネルギースペクトルと異なることを明らかにした。スペクトルの違いは、逃げ出す宇宙線のエネルギーの時間依存性と、超新星残骸内部の宇宙線総量の時間依存性によることも明らかにした。また、新しく導いた関係式を用いて、地球で観測される宇宙線のエネルギースペクトルを矛盾なく説明できる衝撃波加速理論モデルヘ制限を与えた。

X-ray measurements of supernova remnants show that the magnetic field increases from 3μG to 100μG in the vicinity of the supernova remnant shock wave. The value of magnetic field and the acceleration efficiency of shock wave particle acceleration mechanism are important physical quantities. In addition to the above, it is also possible to increase the amplitude of the problem. Supernova debris is the source of cosmic rays in the Milky Way, the most powerful celestial body, the theory predicts that cosmic rays will be generated in the universe, and the Earth will be detected in the universe. This year's issue is focused on research. Supernova remnants are detected by Hα and neutral particles without collision. Linear analysis, shock wave downflow, magnetic field increase, conflict-free instability The structure of shock wave is very important. Cosmic rays, shock wave upflow, deceleration before shock wave arrival, neutral particle polarization, shock wave upflow magnetic field amplitude, shock wave compression rate, shock wave acceleration, etc. Supernova debris acceleration, supernova debris escape, supernova debris early cosmic ray escape, The result is that the speed of the engine is higher than the speed of the engine. Time Dependence of Cosmic Ray Production in Supernova Remnants A new relationship is used to explain the contradiction between the earth and the cosmic rays.

项目成果

MOLECULAR CLOUDS AS A PROBE OF COSMIC-RAY ACCELERATION IN A SUPERNOVA REMNANT

• DOI: 10.1088/0004-637x/707/2/l179
• 发表时间: 2009-11
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Y. Fujita;Y. Ohira;S. Tanaka;F. Takahara

中性粒子が与える超新星残骸衝撃波への影響

中性粒子对超新星遗迹激波的影响

• 发表时间: 2009
• 作者: 山本;佐藤;鹿島美千代;鹿島美千代;鹿島美千代;鹿島美千代;鹿島美千代;鹿島美千代;鹿島美千代;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Daisuke Hiratsuka;Daisuke Hiratsuka;平塚大祐;平塚大祐;梅原武志;梅原武志;梅原武志;梅原武志;土井智義;土井智義;土井智義;土井智義;土井智義;土井智義;鳥山淳;屋嘉比収;Yutaka Ohira;Yutaka Ohira;Yutaka Fujita;Yutaka Ohira;大平豊;大平豊;大平豊
• 通讯作者: 大平豊

PICシミュレーションによる無衝突衝撃波構造の解明

通过 PIC 模拟阐明无碰撞冲击波结构

• 发表时间: 2009
• 作者: 山本;佐藤;鹿島美千代;鹿島美千代;鹿島美千代;鹿島美千代;鹿島美千代;鹿島美千代;鹿島美千代;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Daisuke Hiratsuka;Daisuke Hiratsuka;平塚大祐;平塚大祐;梅原武志;梅原武志;梅原武志;梅原武志;土井智義;土井智義;土井智義;土井智義;土井智義;土井智義;鳥山淳;屋嘉比収;Yutaka Ohira;Yutaka Ohira;Yutaka Fujita;Yutaka Ohira;大平豊;大平豊;大平豊;大平豊;大平豊;大平豊;大平豊
• 通讯作者: 大平豊

TWO-DIMENSIONAL PARTICLE-IN-CELL SIMULATIONS OF THE NONRESONANT, COSMIC-RAY-DRNEN INSTABILITY IN SUPERNOVA REMNANT SHOCKS

超新星遗迹激波中非共振、宇宙射线不稳定性的二维细胞内粒子模拟

• 发表时间: 2009
• 期刊: The Astrophysical Journal 698
• 作者: 山本;佐藤;鹿島美千代;鹿島美千代;鹿島美千代;鹿島美千代;鹿島美千代;鹿島美千代;鹿島美千代;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Daisuke Hiratsuka;Daisuke Hiratsuka;平塚大祐;平塚大祐;梅原武志;梅原武志;梅原武志;梅原武志;土井智義;土井智義;土井智義;土井智義;土井智義;土井智義;鳥山淳;屋嘉比収;Yutaka Ohira
• 通讯作者: Yutaka Ohira

電化交換由来のイオンビームによる磁場増幅

通过带电交换产生的离子束进行磁场放大

• 发表时间: 2008
• 作者: 山本;佐藤;鹿島美千代;鹿島美千代;鹿島美千代;鹿島美千代;鹿島美千代;鹿島美千代;鹿島美千代;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Yukiko Yamauchi;Daisuke Hiratsuka;Daisuke Hiratsuka;平塚大祐;平塚大祐;梅原武志;梅原武志;梅原武志;梅原武志;土井智義;土井智義;土井智義;土井智義;土井智義;土井智義;鳥山淳;屋嘉比収;Yutaka Ohira;Yutaka Ohira;Yutaka Fujita;Yutaka Ohira;大平豊;大平豊;大平豊;大平豊;大平豊;大平豊;大平豊;大平豊;大平豊;大平豊
• 通讯作者: 大平豊