相対論的衝撃波における粒子加速の定式化と個別の天体現象への応用に関する理論的研究

相对论冲击波粒子加速度公式的理论研究及其在个别天文现象中的应用

• 批准号: 08J03945
• 负责人: 青井 順一
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyoto 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 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J03945/
• 关键词: 高エネルギー天文学; ガンマ線バースト; 衝撃波加速

ガンマ線バースト(以下、GRB)は宇宙で最も激しい爆発現象であり、光速に近い(相対論的)速度で動いているジェットが起源であるとされている。ジェットは大きな質量を持つ星が寿命を終えた時に起こす重力崩壊に伴い形成されるというのが現在の標準的なシナリオである。GRBはジェットからの放射を観測していると考えられているので、ジェットの構造やそこからの放射機構を理解することが重要である。例えば、粒子の加速や加速された粒子からの高エネルギー放射はジェット中の衝撃波から生じている可能性があるのでジェット中の衝撃波の位置を理解することは重要である。また、ジェットの各位置におけるジェットの速度、温度、磁場の強さなどの物理量を知ることでGRBの放射モデルを制限することが出来る。我々は重力崩壊により形成された相対論的ジェットが星の内部において膨張していき、外層を突き抜けていく様子を数値シミュレーションによって再現した。そこで、ジェット中における衝撃波の構造、各場所における物理量を計算した。さらに、ジェットからの熱的放射を計算して光度曲線やエネルギースペクトルを計算した。我々の数値計算で明らかになったのは、ジェットの空間的に広がった領域からの熱的放射を重ね合わせるとベキ指数として観測される点である。GRBの観測では衝撃波加速理論などの標準的な理論では説明をすることが出来ないベキ型のスペクトルが存在するが、我々の明らかにしたジェットからの熱的放射はGRBにおけるベキ型のスペクトルを説明出来る可能性があると考えられる。

The most exciting explosion phenomenon in the universe is the speed of light. The mass of the star is maintained at the end of its life. The gravity of the star is formed at the end of its life. The standard of the star is formed at the end of its life. GRB is an important tool for understanding the radiation mechanism in the field of radiation. For example, particle acceleration and acceleration are important for understanding the possibility of shock wave generation in particle radiation. The velocity, temperature, magnetic field strength and physical quantities of the GRB at each position of the GRB are known and controlled. The gravity collapse of the star causes the relative expansion of the inner part of the star, and the outer part of the star causes the number of particles to increase. The structure of shock wave and the calculation of physical quantity in each place are discussed. In addition, the calculation of the emission of heat from the sun and the calculation of the luminosity curve and the selection of heat from the sun are carried out. The calculation of the numerical value of the light and the space of the space. GRB's measurement of shock wave acceleration theory is a standard theory that explains the possibility of thermal radiation from GRB's model.

项目成果

The acceleration and radiation in the internal shock of the gamma-ray bursts

伽马射线暴内部激波中的加速度和辐射

• 发表时间: 2008
• 作者: Yuichi Fukunishi;Reiji Masuda;Daisuke Shimizu;Masato Aritaki;Yoh Yamashita;Akira Mizuta;Xiao-Hong Cui;Junichi Aoi;Kumiko Kotera;Junichi Aoi;青井順一;Junichi Aoi;青井順一
• 通讯作者: 青井順一

多数枚シェルの衝突を考慮したGRBのGeV領域の放射

考虑多壳碰撞的GeV区伽玛暴辐射

• 发表时间: 2009
• 作者: Yuichi Fukunishi;Reiji Masuda;Daisuke Shimizu;Masato Aritaki;Yoh Yamashita;Akira Mizuta;Xiao-Hong Cui;Junichi Aoi;Kumiko Kotera;Junichi Aoi;青井順一
• 通讯作者: 青井順一

Thermal Radiation from GRB Jets

GRB 射流的热辐射

• 发表时间: 2010
• 期刊: ブレブリント版をarXiv.org astro-phで発表
• 作者: Yuichi Fukunishi;Reiji Masuda;Daisuke Shimizu;Masato Aritaki;Yoh Yamashita;Akira Mizuta
• 通讯作者: Akira Mizuta

Origins of Short Gamma-Ray Bursts Deduced from Offsets to Their Host Galaxies Revisited

重新审视宿主星系的偏移推断出短伽马射线暴的起源

• 发表时间: 2010
• 期刊: プレプリント版をarXiv.org astro-phで発表
• 作者: Yuichi Fukunishi;Reiji Masuda;Daisuke Shimizu;Masato Aritaki;Yoh Yamashita;Akira Mizuta;Xiao-Hong Cui
• 通讯作者: Xiao-Hong Cui

CAN WE PROBE THE LORENTZ FACTOR OF GAMMA-RAY BURSTS FROM GeV–TeV SPECTRA INTEGRATED OVER INTERNAL SHOCKS?

• DOI: 10.1088/0004-637x/722/1/440
• 发表时间: 2009-04
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Junichi Aoi;K. Murase;Keitaro Takahashi;K. Ioka;S. Nagataki