Understanding Multimessenger Connections among High-Energy Cosmic Particles

了解高能宇宙粒子之间的多信使连接

基本信息

批准号：
20H01901
负责人：
村瀬孔大
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H01901/
关键词：
宇宙線 (理論)素粒子(理論)宇宙物理(理論)原子核(理論)理論天文学マルチメッセンジャーニュートリノガンマ線超高エネルギー宇宙線活動銀河ガンマ線バースト宇宙線(理論)宇宙線（理論)宇宙物理（理論）素粒子（理論）原子核（理論)

项目摘要

高エネルギーニュートリノ、高エネルギーガンマ線、超高エネルギー宇宙線の三種類の高エネルギー宇宙粒子背景放射の起源について、2019年に提案した活動銀河コロナからの高エネルギー放射理論(Murase, Kimura & Meszaros 2020 PRL)の研究を深化させた。特に開発したマルチメッセンジャー放射コードを用いて近傍セイファート銀河からのニュートリノ信号の検出可能性を評価した。また活動銀河コロナと低高度銀河の高温降着円盤によってニュートリノ背景放射が統一的に説明できることを指摘し、降着円盤に存在する熱的電子による逆コンプトン放射でMeVガンマ線放射を説明する新しい可能性を見出した。更に超新星からの高エネルギー放射を包括的に計算するコードの開発を進め、特にマグネターと呼ばれる強磁場中性子星からのパルサー風によって加速された電子からの高エネルギー放射の詳細な計算を行った。いくつかの超新星についてALMAとNOEMAによる観測で得られた電波データの解析を行い、その結果と組み合わせることで極光度超新星のマグネターモデルへの重要な制限を得た。また可視光で観測された極光度超新星の光度曲線の変動をマグネターモデルで説明可能かどうかを調べた。マグネターは高速電波バーストの起源天体とも考えられており、系内マグネターSGR 1935+2154からのバースト放射機構について一般的な制限を行った。また活動銀河の降着円盤で起きるコンパクト連星合体について一般的な考察を行い、降着円盤風によるフィードバックの重要性を指摘し、その環境で起きるかもしれない継続時間の短いガンマ線バーストからの高エネルギー放射のモデルを提案した。

2019年提出的活动星系日冕高能辐射理论，涉及高能中微子、高能伽马射线和超高能宇宙射线三种高能宇宙粒子背景辐射的起源（ Murase, Kimura & Meszaros 2020 PRL) 我们加深了我们的研究。特别是，我们评估了使用开发的多信使辐射代码检测来自附近塞弗特星系的中微子信号的可能性。他还指出，中微子背景辐射可以用活跃的日冕和低空星系的高温吸积盘统一解释，并找到了用热引起的逆康普顿辐射解释MeV伽马射线辐射的新可能性。存在于吸积盘中的电子。此外，我们还开发了一个代码，可以全面计算超新星的高能辐射，特别是对被称为磁星的高磁性中子星的脉冲星风加速的电子的高能辐射进行详细计算。我们分析了几个超新星的 ALMA 和 NOEMA 观测获得的射电数据，并将结果与这些结果相结合，我们获得了极地超新星磁星模型的重要约束。我们还研究了磁星模型是否可以解释在可见光中观察到的极其明亮的超新星的光变曲线的变化。磁星也被认为是高速射电爆发的起源，我们从系内磁星SGR 1935+2154开始对爆发发射机制进行了一般性限制。我们还对活跃星系吸积盘中发生的致密双星合并进行了一般性讨论，指出吸积盘风反馈的重要性以及该环境中可能发生的短时伽马射线爆发的高能辐射提出了一个模型。