超新星残骸に於ける磁場増幅機構の解明とそのガンマ線バースト放射機構への応用

超新星遗迹磁场放大机制的阐明及其在伽马射线爆发发射机制中的应用

• 批准号: 10J03369
• 负责人: 井上 剛志
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: National Astronomical Observatory of Japan
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J03369/
• 关键词: 超新星残骸; 粒子加速; 磁気流体力学; 乱流ダイナモ; 相対論的衝撃波; ガンマ線バースト

星間雲を内包した一般的な星間媒質から形成される超新星残骸(SNR)の性質について研究を行った。より具体的には熱的不安定性と呼ばれる一種の相転移によって現質的星間雲を形成し、その後に衝撃波を投入したときの系の進化を大規模な3次元磁気流体力学シミュレーションによって調べた。その結果、衝撃波と高密度な星間雲の相互作用によりSNR内部に乱流が生成され、乱流に伴うダイナモ効果によって磁場が強く増幅されることが明らかとなった。この磁場増幅はSNRを起源とする宇宙線加速にとって非常に重要な役割を果たしていると考えられる。また、シミュレーションの結果から期待されるSNRの観測的特徴を解析した所、最近のガンマ線宇宙望遠鏡Fermiが明らかにした星間雲と相互作用するSNRのガンマ線スペクトルを本研究のシミュレーションは非常に良く再現し、その起源が衝撃波と高密度雲の相互作用時に形成される反射衝撃波であることが明らかとなった。同様に衝撃波の速度が光速に近い場合について相対論的磁気流体力学シミュレーションを行い、宇宙最大の爆発現象であるガンマ線バーストで必要とされる未解明の磁場増幅現象がSNRの場合と同様の磁場増幅機構で説明可能であることを明らかにした。

Star cloud between を insourcing し た medium between general な star か ら form さ れ る supernova remnants (SNR) の properties に つ い を line っ て research た. よ り specific に は heat labile と shout ば れ る planning a の phase shift に よ っ て now between qualitative star cloud を し, そ の を に rushed after shock wave input し た と き の is の evolution を large-scale な 3 dimensional magnetic 気 fluid mechanics シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ っ て adjustable べ た. そ の と results, strong shock wave interaction between high-density な star の cloud に よ り SNR internal に turbulence が generated さ れ and turbulence に う ダ イ ナ モ unseen fruit に よ っ て く raised a strong が field amplitude さ れ る こ と が Ming ら か と な っ た. こ の magnetic field of rights は SNR を origin と す る cosmic ray acceleration に と っ て very important な に "を cut fruit た し て い る と exam え ら れ る. ま た, シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の results か ら expect さ れ る SNR の 観 measurement of 徴 を parsing し た, recently by の ガ ン マ line Fermi space telescope が Ming ら か に し た cloud と interaction between star す る SNR の ガ ン マ line ス ペ ク ト ル を this study の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン は very good に く reappearance し, そ の origin が blunt shock wave と dense cloud When <s:1> interact, に forms される reflection impact waves である である とが light ら となった となった となった. With others in の に blunt shock wave speed が light に nearly い occasions に つ い て moral theory of magnetic 気 fluid mechanics シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line い, cosmic explosion の 発 biggest phenomenon で あ る ガ ン マ line バ ー ス ト で necessary と さ れ る not interpret の magnetic phenomenon of rights of が SNR と の occasions with others in rights of agency で の magnetic field description may で あ る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

STAR-FORMING DENSE CLOUD CORES IN THE TeV GAMMA-RAY SNR RX J1713.7−3946

• DOI: 10.1088/0004-637x/724/1/59
• 发表时间: 2010-05
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: H. Sano;J. Sato;H. Horachi;N. Moribe;H. Yamamoto;T. Hayakawa;K. Torii;A. Kawamura;T. Okuda;N. Mizuno;T. Onishi;H. Maezawa;T. Inoue;S. Inutsuka;T. Tanaka;H. Matsumoto;A. Mizuno;H. Ogawa;J. Stutzki;F. Bertoldi;S. Anderl;L. Bronfman;B. Koo;M. Burton;A. Benz;Y. Fukui

相対論的衝撃波における乱流磁場増幅とGRB放射への応用

相对论激波中的湍流磁场放大及其在GRB辐射中的应用

• 发表时间: 2011
• 作者: 井上剛志;浅野勝晃;井岡邦仁
• 通讯作者: 井岡邦仁

超新星残骸におけるRichtmyer-Meshkov Instabilityの役割

Richtmyer-Meshkov 不稳定性在超新星遗迹中的作用

• 发表时间: 2011
• 作者: 井上剛志;山崎了;犬塚修一郎
• 通讯作者: 犬塚修一郎

相対論的衝撃波における乱流磁場増幅の3次元RMHDシミュレーション

相对论激波中湍流磁场放大的 3D RMHD 模拟

• 发表时间: 2011
• 作者: 井上剛志;浅野勝晃;井岡邦仁
• 通讯作者: 井岡邦仁

TWO-STEP ACCELERATION MODEL OF COSMIC RAYS AT MIDDLE-AGED SUPERNOVA REMNANTS : UNIVERSALITY IN SECONDARY SHOCKS

中年超新星遗迹宇宙射线的两步加速模型：二次冲击中的普遍性

• 发表时间: 2010
• 期刊: The Astrophysical Journal Letters
• 作者: Tsuyoshi Inoue;Ryo Yamazaki;Shu-ichiro Inutsuka
• 通讯作者: Shu-ichiro Inutsuka