作者別: spokesperson

研究発表予定 2019年1月

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東京大学理学系研究科物理学専攻修士論文審査会 @東京大学本郷キャンパス

Day
Time
Name Title
10 (Thu)
13:00
松元 (M2) 雷雲ガンマ線スペクトルの測定と将来の光中性子計測への拡張
21 (Mon)
10:00
春日 (M2) 宇宙X線偏光観測を目指した符号化開口イメージング手法の設計と評価

Categories: Presentation

研究発表予定 2018年9月

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High Energy Astrophysics 2018 @Hongo Campus, The University of Tokyo

Day
Time
Name Title
5–7
Poster
鈴木 (D1) A thermal X-ray study on escaping of cosmic rays from supernova remnant shocks
5–7
Poster
春日 (M2) Asymmetric Expansion of the Fe Ejecta in Kepler’s Supernova Remnant

Thunderstorms and Elementary Particle Acceleration (TEPA) 2018
@Nor Amberd International Conference Centre of the Yerevan Physics Institute

Day
Time
Name Title
18 (Tue)
10:00
和田 (D2)
招待講演
Recent Updates from Mapping Observation of High-energy phenomena
In Japanese Winter Thunderstorms

日本物理学会 秋季大会 @信州大学 松本キャンパス

Day
Time
Name Title
14 (Fri)
10:15
松元 (M2) 2015年–2017年冬季の金沢地域における雷雲ガンマ線データの解析
15 (Sat)
09:45
小高 (助教) 衛星軌道上放射化バックグラウンドシミュレータの開発と
「ひとみ」衛星搭載硬X線撮像検出器のデータの再現性
15 (Sat)
10:30
春日 (M2) CMOSイメージャを用いたX線偏光撮像システムの開発I

日本天文学会 秋季年会 @兵庫県立大学 姫路工学キャンパス

Day
Time
Name Title
19 (Wed)
11:48
丹波 (M1) NuSTARを用いたマグネターSGR 1900+14の硬X線観測
20 (Thu)
14:54
會澤 (M1) ジオメトリを考慮したブラックホール連星Cyg X-1の硬X線スペクトル解析
21 (Fri)
13:30
鈴木 (D1) ChandraとXMM-Newtonを用いた超新星残骸G359.1-0.5のX線空間分解解析

Categories: Presentation

Kepler超新星残骸中の鉄の非等方な膨張構造

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春日(M2)を筆頭著者とする論文
“Asymmetric Expansion of the Fe ejecta in Kepler’s Supernova Remnant”
が、日本天文学会の欧文研究報告誌 Publications of the Astronomical Society of Japan (PASJ) に受理されました。
arXiv: https://arxiv.org/abs/1807.04029

超新星爆発の残骸中では、爆発時に噴出した重元素が秒速 1,000 km/s から 10,000 km/s の速さで飛び、X線で輝いています。特に鉄は星の内部の核融合の最終段階で生成されるため、超新星残骸における鉄の運動状態を測定することで超新星爆発そのもの爆発時の情報に迫ることができます。春日らは、Ia型超新星残骸のひとつであるKepler超新星残骸を観測したChandra衛星のデータを解析し、K輝線の中心エネルギーや輝線強度から、X線で光る鉄の塊が場所によって手前側のみや奥側のみといった偏った方向に飛んでいることを発見しました。本論文ではこの観測結果を、非対称な星周物質の分布・残存した伴星・超新星爆発そのものの非対称性、の3点からそれぞれ議論しています。

Categories: Paper

衛星軌道上の放射化バックグラウンド

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小高助教を筆頭著者とする論文
“Modeling of proton-induced radioactivation background in hard X-ray telescopes: Geant4-based simulation and its demonstration by Hitomi’s measurement in a low Earth orbit”
が、Nuclear Instruments and Methods Aから出版されました。
arXiv: https://arxiv.org/abs/1804.00827
ADS: http://adsabs.harvard.edu/abs/2018NIMPA.891…92O

宇宙硬X線の観測は、大気による吸収を避けるために衛星軌道上で行われます。そのため、宇宙線や地磁気に束縛された粒子によって検出器そのものが放射化することによるバックグラウンドが大きな問題になります。小高らは軌道上放射化バックグラウンドの効率的なシミュレーションの汎用フレームワークを構築しました。これを「ひとみ」衛星の硬X線撮像検出器のデータに適用し、シミュレーションと実測バックグラウンドデータの間に非常に良い一致を得ることができました。この新たに開発されたシミュレーション技術は、将来の硬X線ミッションの設計とサイエンスの検討において不可欠となります。
(この成果は、主に小高がスタンフォード大学に所属していた時の仕事をもとにしています。)

Categories: Paper

雷雲に隠れた天然の加速器を雷が破壊する瞬間を捉えた

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和田(D2)を筆頭著者とする論文
“Termination of Electron Acceleration in Thundercloud by Intra/Inter-cloud Discharge”
が、the American Geophysical Unionの学術誌 Geophysical Research Letters に受理されました。
arXiv: https://arxiv.org/abs/1805.04721
ADS: http://adsabs.harvard.edu/abs/2018GeoRL..45.5700W

和田らは、石川県珠洲市に設置した放射線検出器と大気電場計を用いて、雷雲に同期したガンマ線のバースト放射が雷によって途絶される様子を初めて観測しました。これは雷雲中に存在していた電子の加速機構が雷中の放電によって直接破壊されたことを示しています。

詳しくは、東京大学のプレスリリースをご覧ください。

Categories: Paper

超新星残骸HB 21からの急冷却プラズマの発見

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鈴木(D1)を筆頭著者とする論文
“Discovery of recombining plasma from the faintest GeV SNR HB 21 and a possible scenario of the cosmic ray escaping from SNR shocks”
が、日本天文学会の欧文研究報告誌 Publications of the Astronomical Society of Japan (PASJ) に受理されました。
arXiv: https://arxiv.org/abs/1805.02882
ADS: http://adsabs.harvard.edu/abs/2018PASJ…70…75S

鈴木らは、非常にソフトなGeV放射をもつ超新星残骸HB 21のX線解析により、約17万年前という遠い昔に熱的プラズマが急冷却を受けたことを初めて発見しました。さらに同様の超新星残骸9個を比較し、「熱的プラズマの急冷却からの経過時間」と「加速粒子逃亡の進み具合」に正の相関があるという驚くべき可能性を指摘しました。これは銀河宇宙線起源の理解を進める重要な研究結果です。

Categories: Paper

馬場研究室の主な研究内容

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・広がった天体(超新星残骸)
超新星爆発が引き起こす衝撃波が星間物質を加熱し生成する高温プラズマ:超新星残骸は、星が合成した重元素を宇宙空間へ拡散する、荷電粒子を加速して宇宙線を供給するなど、銀河進化の重要な役割を担うと考えられています。我々は、超新星残骸が含む重元素の特性X線を観測して爆発時の元素組成や速度構造を推定することで「何が超新星爆発をトリガーしたのか」を推定したり、粒子加速の現場であるX線プラズマの温度や電離状態の情報を使い、プラズマに閉じ込められた加速粒子が「どうやって宇宙空間に供給され宇宙線となるのか」を探ったりしています。

・コンパクトな天体(ブラックホールや中性子星など)
宇宙物理学の醍醐味は、地上では到底実現できないような極限的な物理条件が巨視的なスケールで存在する様を見ることができることです。ブラックホールや中性子星が作り出す環境は、強重力場や強磁場に支配される魅力的な高エネルギー現象にあふれています。私たちは、主に人工衛星によるX線観測を手段として、大小さまざまなブラックホールや降着型の中性子星パルサー、通常の中性子星よりもさらに強い究極の磁場を持つ「マグネター」における物理現象の統一的理解を目指しているます。深い理解のために、理論と観測を定量的に繋ぐアプローチを重視しており、モンテカルロシミュレーションに基づいたX線放射計算コードの開発を進めています。

・検出器開発
馬場研究室での研究には上記の「天体解析」に加えて、「検出器開発」というもうひとつの側面があります。検出器の特性を知ることは天体解析においても重要であり、実際に手を動かすことができる環境は当研究室の強みです。前身である牧島研究室時代には、Suzaku衛星搭載のHXDやHitomi衛星搭載のHXIの開発を主導してきました。現在もCCDやCMOSを用いた検出器の基礎開発を行なっています。またこれらの検出器が宇宙空間で実際にどのような動作をするか調べるため、モンテカルロシミュレーションを交えた研究も積極的に行なっています。

・XRISM衛星
XRISM (X-Ray Imaging Spectroscopy Mission) 衛星は、「宇宙の構造形成と銀河団の進化」「宇宙の物質循環の歴史」「宇宙のエネルギー輸送と循環」を研究するとともに、「超高分解能X線分光による新しいサイエンス」を開拓することを目的とした宇宙X線衛星ミッションです。馬場研究室では、超新星残骸やパルサー星雲といった銀河系内拡散天体のサイエンス創出、パイルアップシミュレータ開発などで貢献しながら、2021年度打ち上げを目指しています。

・雷実験(GROWTH)
GROWTH (Gamma-Ray Observation of Winter Thunderclouds) 実験は、雷や雷雲から放出される放射線を地上観測し、雷活動における粒子加速機構を解明するためのプロジェクトです。観測サイトである北陸地方の日本海沿岸部では、冬に活発な雷活動が発生します。冬の雷雲は形成される高度が低いため、放出されたガンマ線が地上に届きやすく、放射線の地上観測に適しています。これまでその利点を活かし、雷雲の中に存在する高電場領域で数十MeVまで加速された電子からの制動放射である「ロングバースト」や、雷放電に同期して放出されたガンマ線が大気中で原子核反応を引き起こすことで生じる「ショートバースト」の観測に成功しています。馬場研では京都大学、名古屋大学、日本原子力研究開発機構、理化学研究所などと協力し、可搬型の放射線検出器の開発、データ解析や放射線の大気伝搬シミュレーションなどを行っています。

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馬場研究室のホームページができました!

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はじめまして、東京大学大学院 理学系研究科物理学専攻 馬場彩研究室です!
当研究室は、2018年度から正式に発足した新しい研究室です。熱く激しい宇宙の高エネルギー現象の解明を目指し、日々研究しております。どうぞよろしくお願いいたします!

2017年度以前の情報に関しては、旧牧島・中澤研究室のホームページをご覧ください。

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