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Rikkyo High Energy Astrophysics Colloquium 立教・高エネルギー天文学コロキウム |
| 大学外部から講演者をお招きして、宇宙物理学、天文学の最新の研究成果について解説して頂くコロキウムを隔週程度で開催しています。学部生、院生、スタッフ問わず、気軽に参加していただきたいと思います。また、学外の方の参加も歓迎しています。 |
| 世話人：Dmitry Khangulyan, 辻 直美, 一戸 悠人、内山 泰伸 |
| 池袋駅から立教大学池袋キャンパスへの道案内と世話人の居場所についてはこちらをご覧ください。 |
| 日時 Date | 第45回：2019/7/25 (Thu) 15:00-16:30 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）１２号館２階会議室 (Rikkyo university, Ikebukuro, Build.12, meeting room on the 2nd floor) |
| 講演者 Speaker | 荒牧 嗣夫 (SLAC/スタンフォード大学) |
| 講演タイトル Title | 宇宙の謎へ迫るダークマター探索とMeVガンマ線観測 |
| 概要 Abstract | この宇宙はどのようにしてできたのか？そして何からできているのか？これらは人類が常に抱き続けてきた疑問である。宇宙全体の４分の１はダークマターが占めている考えられているが、その正体については未だ全くわかっていない。また、私たちの回りには多数の元素が存在するが、それらがどのようにして作られてきたのかは未だ解明されていない。今回のセミナーでは、現在私が携わっているSuperCDMS (Cryogenic Dark Matter Search)・GAPS (General AntiParticle Spectrometer)プロジェクト、及び新しく立ち上げたGRAMS (Gamma-Ray and AntiMatter Survey)プロジェクトについて紹介する。SuperCDMSは検出器内でのダークマターの反応を測定する直接探索実験であるが、GAPSはダークマター同士の反応により生成される二次粒子（反粒子）を計測する間接探索実験である。両プロジェクトを通じて、多方面からダークマターの謎にアプローチする。GRAMSは次世代ダークマター探索実験であると同時に、MeVガンマ線観測にも特化した初めての実験である。MeVガンマ線観測はこれまで困難とされてきたが、今後はマルチメッセンジャー天文学における重力波との同時観測、及び宇宙元素合成解明への重要な鍵を握ると考えられている。 |
| 日時 Date | 第44回：2019/3/13 (Wed) 14:30-16:00 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）4号館物理輪講室 |
| 講演者 Speaker | Gunnlaugur Björnsson (Iceland Univsersity) |
| 講演タイトル Title | Gamma-Ray Burst Host Galaxies: Specific Star Formation Rate vs. Metallicity |
| 概要 Abstract | I will briefly describe the formation and properties of Gamma-Ray Burst (GRBs) and outline their role as tracers of the cosmic star formation rate, before turning to the host galaxies of the bursts. The observed properties of the hosts show them often to be of rather low metallicity and/or of a rather high specific star formation rate. It has been debated which of these properties is a dominant factor in determining if a galaxy will host a GRB or not. In fact, there are indications, at least in the local universe, that the two may be anti-correlated and that the metallicity is the deciding parameter. I will compare models of both quantities and show that when compared with best available data, the fraction of GRB-hosting galaxies as determined by the specific star formation rate, follows more closely the observed production fraction of bursts. |
| 日時 Date | 第43回：2018/7/24 (Tue) 11:00-12:30 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス） |
| 講演者 Speaker | 上田 周太朗 (ASIAA) |
| 講演タイトル Title | 揺らぎから探る銀河団高温ガスの運動とその進化 |
| 概要 Abstract | 宇宙の大規模構造の骨組みは暗黒物質の重力によって形成され、進化してきたことが判っている。しかし我々にとって最も身近である通常の物質（バリオン）が、この構造形成の中でどのような進化を遂げてきたのかまだ良く判っていない。その解明の鍵となるのが銀河団である。銀河団は宇宙最大・最重量の天体で、より小さな銀河団同士の衝突により成長してきた、構造形成の現場である。銀河団同士の衝突では~1064ergという膨大な重力ポテンシャルが開放される。衝突はガスの運動を誘発するとともに銀河団高温ガスの熱的性質を変化させることから、バリオンの進化を解明する上でその理解は欠かすことができない。我々は、X線とスニヤエフ・ゼルドビッチ効果、重力レンズの高角度分解能観測を有機的に組み合わせることで、銀河団同士の激しい衝突が銀河団高温ガスにもたらす影響を明らかにするとともに、X線とスニヤエフ・ゼルドビッチ効果のデータを巧みに利用することで銀河団高温ガスの「揺らぎの状態方程式」を推定して観測的に初めて銀河団のコア領域のガスの運動の状態を明らかにした。本講演ではこれらの結果を詳述するとともに、衝突が銀河団のコア領域の銀河団高温ガスにもたらす影響についても議論する。 |
| 日時 Date | 第42回：2018/6/29 (Fri) 14:00-15:30 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）１２号館２階会議室 |
| 講演者 Speaker | 佐藤 寿紀 (理化学研究所) |
| 講演タイトル Title | 超新星残骸 Cassiopeia A のX線時間変動と粒子加速 |
| 概要 Abstract | Cassiopeia A は非熱的放射で明るいことから、銀河系内の宇宙線加現場の有力候補として注目されている。特に、西側の領域はシンクロトロン X 線が卓越しているとともに、π0崩壊由来と考えられるガンマ線放射の空間分布との相関も良いため、電子・ 陽子共に効率よく加速されている事が示唆される。また、爆発中心へ向かって逆行する衝撃波も電波で確認されおり、そこでは粒子が効率的に加速されていると考えられている。しかし、その西側領域を特徴づけているともいえる逆行衝撃波の発生要因や粒子加速については、観測的な結果も少なく未だ謎が多い。本研究では、チャンドラ衛星による 2000–2014 年 Cassiopeia A の長期間にわたる観測データを使用する事で、それらの逆行する複数のショックフィラメント構造の二次元面固有運動をこれまでに無い精度で測定し、同時にスペクトル変動も調査した。衝撃波静止系での衝撃波速度は~5,100–8,700 km/s に達し、順行衝撃波の典型的な速度(~5,000 km/s)よりも大きい。さらに、内向きの衝撃波フィラメントで、数年の時間スケールで X 線強度の変化を確認した。この急な時間変動は、B ~ 0.5–1 mG 程度の増幅された強い磁場内で粒子加速が行われている事が原因と解釈できる。これらの衝撃波において加速された電子の最大エネルギーは ~8–11 TeV であると推定され、順行衝撃波で推測される ~15–34 TeV よりも小さい事を示した。 本発表では、この Cassiopeia A内の粒子加速がどの様に特徴付けられているかも含め議論したい。 |
| 日時 Date | 第41回：2018/2/27 (Tue) 10:45-12:00 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス） |
| 講演者 Speaker | 加藤 恒彦 (国立天文台) |
| 講演タイトル Title | 4次元デジタル宇宙ビューワー「Mitaka」の開発 |
| 概要 Abstract | 国立天文台4次元デジタル宇宙(4D2U)プロジェクトでは、 天文シミュレーションソフト「Mitaka」の開発をしている。 これは宇宙の様々な観測や理論モデルに基づき、 地球から出発して、太陽系、恒星の世界、銀河系、銀河団、そして宇宙の大規模構造までを 自由に移動して様々な天体や構造を見る事ができるソフトである。 時間を進めて天体の運行や探査機の軌跡などを見ることもできる。 これまで、国立天文台三鷹キャンパスにある立体視ドームシアターで 一般向け公開の上映などに使用されてきたほか、 Mitaka公式サイト でフリーソフトとしても公開をしており， 個人での利用、教育用途、上映、展示、講演、など様々な用途で使われてきた。 最近ではバーチャルリアリティ（VR）にも対応をしている。 本講演では、まず始めに実際にMitakaを用いたデモンストレーションを行って どのようなソフトかをご覧いただいた後、Mitakaではどのようなデータやモデルを使い、 どのような可視化をしているかについて紹介する。具体的には、地球から宇宙の大規模構造に 至るまでの宇宙の階層構造の各階層のデータ、物理モデルを用いた可視化手法（地球大気、 銀河系モデル、ブラックホール周りの重力レンズ効果、土星リングや月の見え方）など について主に紹介する予定である。また、Mitakaを用いた立体視上映やVR上映などの 活用事例などについてもお話ししたい。 |
| 日時 Date | 第40回：2018/1/25 (Thu) 10:45-12:00 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）１３号館１階会議室 (Rikkyo University, Ikebukuro, Build.13, meeting room on the 1st floor) |
| 講演者 Speaker | Matteo Cerruti (Sorbonne University / LPNHE) |
| 講演タイトル Title | A window on the TeV sky: recent results from H.E.S.S. II |
| 概要 Abstract | The imaging atmospheric Cherenkov technique has shown its unique capability to observe the gamma-ray sky at TeV energies, effectively opening a new window in the electromagnetic spectrum. Cherenkov telescopes observe the Cherenkov radiation emitted by the particle shower triggered in the interaction of the gamma-ray with the Earth's atmosphere. The properties of the Cherenkov images are used to reconstruct the incoming direction and energy of the gamma-ray photon, and thus access the TeV Universe. The High Energy Stereoscopic System (H.E.S.S.) is observing the TeV sky from Namibia since 2004. In 2012 a fifth large-size (28-m diameter) telescope has integrated the original 4-telescope array, marking the beginning of the phase II of the array, characterized by a low energy threshold down to few tens of GeV. In this talk I will present the status of H.E.S.S. II, and will review the most recent scientific results from the collaboration. |
| 日時 Date | 第39回：2017/8/25 (Fri) 16:30-18:00 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）12号館2F会議室 |
| 講演者 Speaker | 林田 将明 (千葉大学) |
| 講演タイトル Title | IceCubeによる高エネルギー宇宙ニュートリノ観測の最新結果 |
| 概要 Abstract | IceCube実験は南極点直下の氷中約1500ｍから2500ｍの深さに光検出器を埋め込んで、宇宙から飛来する数十GeV以上の高エネルギーニュートリノを観測する装置である。2012年に最初の超高エネルギー宇宙ニュートリノ検出を発表して以降、既に数十の宇宙ニュートリノ候補イベントを検出している。検出されたニュートリノのスペクトルは、数10TeVからPeVまで一つの冪関数で矛盾なく表される一方で、それらニュートリノ源としての天体は同定されておらず、現在その起源を巡って「マルチメッセンジャー天文学」による精力的な研究が進んでいる。本セミナーでは、IceCubeによる観測結果、特に、ニュートリノスペクトル解析の詳細、最高エネルギー宇宙線起源に対する制限、ニュートリノ源天体探査などの研究の現状、また、拡張計画であるIceCube-Gen2について紹介したい。 |
| 日時 Date | 第38回：2017/6/1 (Thu) 15:00-16:30 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）12号館2F会議室 |
| 講演者 Speaker | 山口 弘悦 (NASA/GSFC) |
| 講演タイトル Title | 超新星残骸のX線プラズマ診断 - データに潜む「物理」を引き出す - |
| 概要 Abstract | 観測天文学の醍醐味は、時に想定外の物理現象を発見できるところにある。この傾向は、高温・強磁場などの極限天体を取り扱う高エネルギー天文において特に強い。しかし想定外の発見は観測さえすれば簡単に得られるわけではなく、データに潜む「自然の声」を聞き逃さない注意深さや、基礎物理学への深い理解が求められる。本講演では「すざく」による超新星残骸Tychoの観測がもたらした、無衝突電子加熱現象の発見(Yamagcuhi et al. 2014, ApJ, 780, 136)を例に、ありふれた観測データから重要な物理を引き出すコツをお伝えしたい。本成果の鍵となった非平衡プラズマの性質と低電離イオンの内殻過程について平易な言葉で解説するとともに、論文中では必ずしも触れなかった、発見に至る経緯や思索の部分を重点的に述べる。 |
| 日時 Date | 第37回：2017/4/25 (Tue) 14:00-15:30 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）12号館第3会議室 Rikkyo Univ. (Ikebukuro) Bldg. 12, Meeting Room No. 3 |
| 講演者 Speaker | 山崎 勝也 (東京大学地震研究所) |
| 講演タイトル Title | ミューオン検出器で探る地下断層の密度構造 |
| 概要 Abstract | 近年、宇宙線ミューオン観測による火山などの巨大構造物の透視が可能となり、技術の更なる高度化・多様化に向けて活発に研究されている。宇宙線ミューオンを用いた構造物透視手法では物質透過力の高い宇宙線ミューオンの減衰量から経路上の平均密度を測定する。ミューオンの減衰量は透過する物質の密度以外の性質にほぼ依存せず、不均質性の高い地殻表層部においてもその影響を受けずに測定が可能である。また、宇宙線ミューオンの物質透過力は非常に高く、地中でも数kmにおよぶ距離を透過し、断層や火山などの大きな構造物を透視する事が可能である。しかし、宇宙線ミューオンは上空からのみ飛来するため、これまでは観測装置より上方にある火山などの地上に隆起した構造物しか観測対象とすることができなかった。この課題を克服し、地下の構造物を透視対象とするため、本研究では直径15 cmのボアホール内に設置可能な小型化された観測装置を開発した。この観測装置は小型化のために限定された方向分解能を有し、天頂角方向の測定方向は統計的手法により1方向に限定し、方位角方向は8方向に分解する。この観測装置をボアホール内に設置して深さ方向に装置を移動させることで地下密度構造を探査し、断層を含む周囲の密度構造を一地点から周囲数百メートルに渡って広範囲に測定する。2016年には岐阜県飛騨市の跡津川断層を貫通するボアホール利用して地下100mまでの密度構造測定を実施した。その結果過去の掘削調査の記録と矛盾しない方向に低密度領域を検出した。本セミナーでは、宇宙線ミューオンによる平均密度の測定原理を紹介し、観測装置、2016年の観測結果、今後について議論する。 |
| 日時 Date | 第36回：2017/4/25 (Tue) 10:45-12:15 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）13号館会議室 Rikkyo Univ. (Ikebukuro) Bldg. 13, 1F Meeting Room |
| 講演者 Speaker | 石川 真之介 (JAXA/ISAS) |
| 講演タイトル Title | X線撮像分光観測による太陽コロナ活動の探査 |
| 概要 Abstract | 太陽の上層大気であるコロナは100万K以上の高温を持ち様々な物理現象が発生しており、コロナで発生するフレアと呼ばれる爆発現象は太陽系最大規模のエネルギー解放現象である。ようこう衛星のX線観測により、フレアは磁気リコネクションと呼ばれる磁力線のつなぎ代わりによるエネルギー解放現象であることがわかってきた。我々は、磁気リコネクションの物理過程の詳細な理解や、より小さいスケールのエネルギー解放を捉えるため、X線集光撮像観測による高感度・高ダイナミックレンジの観測計画を進めている。我々のグループと米国との国際共同ロケット実験 Focusing Optics Solar X-ray Imager (FOXSI) では、太陽で初めてのX線集光撮像による撮像分光観測を実現し、高感度のコロナ観測に成功した。来年度に予定している3回目の打ち上げでは、新たに開発した高速 CMOS カメラを搭載予定であり、太陽で初めての軟X線撮像分光観測を実現する見込みである。また、FOXSIの観測機器を発展させ、磁気リコネクションの物理の解明を目指し、太陽物理学、高エネルギー天文学、地球磁気圏、実験室プラズマのグループで合同して、分野横断的な枠組みでのX線観測衛星の提案の可能性を探っている。本講演では、これまでの観測成果と今後の観測計画について紹介する。 |
| 日時 Date | 第35回：2016/10/25 (Tue) 14:30-16:00 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）Rikkyo Univ. (Ikebukuro) Bldg. 4, Room 4340 |
| 講演者 Speaker | Gilles Ferrand (RIKEN) |
| 講演タイトル Title | Particle acceleration in supernova remnants – numerical simulations and high-energy observations |
| 概要 Abstract | Supernova remnants (SNRs) are believed to be the major sources of cosmic rays up in the Galaxy. However important questions remain regarding the share of the hadronic and leptonic components, and the fraction of the supernova energy channelled into these components. I have been addressing these questions with numerical simulations that combine a hydrodynamic treatment of the shock wave with a kinetic treatment of particle acceleration. Performing the simulations in 3D allows us to generate realistic synthetic maps and spectra, as observed in projection. We compute the emission from both the shocked plasma and the energetic particles, from radio to X-rays and gamma-rays. I will show how the presence of energetic protons can be inferred from the broadband emission of the remnant, as they impact the dynamics of the shock and amplify the magnetic field. I will contrast the properties of the remnants from the two different kinds of supernovae: thermonuclear supernovae, like Tycho’s SNR, and core-collapse supernovae, like the Cas A SNR. I will also present our catalogue of high-energy observations of all known Galactic SNRs, which provides a unified and easy access to the rapidly growing body of X-ray and gamma-ray observations, for the benefit of both theorists and observers. |
| 日時 Date | 第34回：2016/7/5 (Tue) 10:45-12:15 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）Rikkyo Univ. (Ikebukuro) Bldg. 13 1F Meeting |
| 講演者 Speaker | John Silverman (IPMU) |
| 講演タイトル Title | Impact of galaxy mergers and interactions on fueling supermassive black holes |
| 概要 Abstract | I will present coordinated studies on the role of galaxy mergers and interactions in triggering accretion onto supermassive black holes up to z ~ 2. The COSMOS data set provides large samples of close galaxy pairs with projected separations up to ~140 kpc, and double nuclei having very close separations of 2-8 kph at z < 1. With Chandra X-ray observations, we measure the fraction of galaxies hosting an X-ray AGN in such galaxy associations and compare these to a well-defined control sample of isolated galaxies. To probe the higher luminosity quasars, I will discuss new HST observations of luminous and massive black holes at z ~ 2. These studies are challenging our understanding of the impact of mergers on growing black holes. |
| 日時 Date | 第33回：2016/6/28 (Tue) 17:00-18:30 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）Rikkyo Univ. (Ikebukuro) Bldg. 12 2F Meeting |
| 講演者 Speaker | Chris Done (Durham University/ISAS) |
| 講演タイトル Title | Black holes at all scales: from stellar mass binaries to the biggest Quasars |
| 概要 Abstract | I will review what we know about the accretion flow in the stellar mass black hole binary systems, and show how we can use them to test Einstein's General Relativity in strong gravity. The resulting accretion flow models and their associated jet can be scaled up to the supermassive black holes to give some physical insight into the zoo of different types of AGN and Quasars. |
| 日時 Date | 第32回：2016/6/21 (Tue) 17:00-18:30 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）Rikkyo Univ. (Ikebukuro) Bldg. 12 Meeting Room 4 |
| 講演者 Speaker | 松本 洋介 (千葉大学) Yosuke Matsumoto (Chiba University) |
| 講演タイトル Title | スーパーコンピュータで天体衝撃波における電子加速を探る (High-performance computing for exploring electron accelerations at astrophysical shock waves) |
| 概要 Abstract | Collisionless shock waves provide us great opportunities to explore nonlinear dynamics in strongly inhomogeneous plasmas. Dynamics therein result in excitation of various types of electrostatic and electromagnetic waves and associated plasma heating and acceleration. Extreme circumstances encountered in such situations can be realized in astrophysical phenomena, such as supernova remnant (SNR) shocks where the plasma kinetic energy overwhelms other magnetic and plasma internal energies. SNR shocks have been thought to be a generator of cosmic rays, and exploring nonlinear dynamics in extreme circumstances therefore clarifies how charged particles are accelerated to relativistic energies out of the thermal counterpart. We present results from ab initio particle-in-cell (PIC) simulations of strong shock waves by the help of state-of-the-art supercomputer systems. We found different types of electron acceleration mechanisms: A shock surfing acceleration via interactions with coherent electrostatic waves in the upstream region, and a stochastic acceleration by turbulent magnetic reconnecction. These were found to be very effective in multi-dimensional shock structures. |
| 日時 Date | 第31回：2016/6/14 (Tue) 17:00-18:30 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）Rikkyo Univ. (Ikebukuro) Bldg. 12 2F meeting room |
| 講演者 Speaker | Matteo Guainazzi (ESA/ISAS) |
| 講演タイトル Title | Blowing in the wind: studying AGN feedback through X-ray spectroscopy of nuclear winds |
| 概要 Abstract | A super-massive black hole (BH) sits at the center of most, if not all, bulge galaxies. While the black hole gravitational potential dominates the gas dynamics on a tiny (~pc^3) spatial scale only, the tight relation between black hole mass and stellar velocity dispersion in the bulge suggests that black holes can affect the interstellar gas and the star formation across the whole host galaxy. This happens through a still poorly understood process called "AGN feedback". In this talk I review the observational evidence for "nuclear" (i.e. accretion disk, torus) winds playing a fundamental role in AGN feedback. While the exact geometry of the outflows is still subject to large uncertainties, kinetic outflow rates are consistent with the feedback requirements set by cosmological simulations of galaxy evolution in powerful quasars, as well as (and more surprisingly) in some lower-luminosity Seyfert galaxies. Finally, I will show how X-ray astronomy will contribute to advancing our future understanding in this area of research. |
| 日時 Date | 第30回：2016/5/17 (Tue) 13:30-14:30 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）Rikkyo Univ. (Ikebukuro) Bldg. 17 meeting room 1 |
| 講演者 Speaker | Poshak Gandhi (Southampton University, UK) |
| 講演タイトル Title | Fast optical/infrared timing of X-ray binaries : Learning about accretion and outflows |
| 概要 Abstract | I will review advances made from fast optical/infrared timing of X-ray binaries. When combined with simultaneous X-ray observations, they can be a powerful tool to probe the accretion/outflow connection in 'real-time' and to measure key physical parameters of the various binary components. I will concentrate on results from multiwavelength observations of black hole binaries in the hard state on timescales of ~10 milli-seconds. Recent outbursts have shown that world-wide collaboration is needed for making the next breakthrough. |
| 日時 Date | 第29回：2016/4/26 (Tue) 10:45-12:00 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）Rikkyo Univ. (Ikebukuro) Bldg. 12 meeting room 2 |
| 講演者 Speaker | Maxim Barkov (ABBL RIKEN) |
| 講演タイトル Title | Relativistic Tearing and Drift-kink Instabilities in Two-fluid Simulation |
| 概要 Abstract | The stability of current sheets in collisionless relativistic pair plasma was studied via two-dimensional two-fluid relativistic magnetohydrodynamic simulations with vanishing internal friction between fluids. In particular, we investigated the growth of the tearing and drift-kink modes in the current sheets both with and without the guide field. The results are very similar to what has been found in the corresponding PIC simulations. This hints that the two-fluid simulations can provide an alternative to PIC simulationsion problems involving magnetic reconnection. |
| 日時 Date | 第28回：2016/4/7 (Thu) 10:45-12:00 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）Rikkyo Univ. (Ikebukuro) 13号館会議室 |
| 講演者 Speaker | Hirokaza Odaka (SLAC, Stanford, USA) |
| 講演タイトル Title | Monte Carlo approach to X-ray radiation from accreting objects |
| 概要 Abstract | New-generation X-ray observations require precise X-ray radiation models in which multiple interactions in complicated geometry are considered. For this purpose, we have developed a multi-purpose framework of Monte-Carlo simulation for astrophysics, MONACO. This code treats photon interactions such as Compton scattering and photoionization in a realistic astrophysical geometry to calculate X-ray spectrum, morphology, and polarization. In this talk, I will review the basic concept of the MONACO code, and its applications to accreting objects ranging from white dwarfs, neutron stars to black holes. |
| 日時 Date | 第27回：2016/3/7 (Mon) 10:45-12:00 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）Rikkyo Univ. (Ikebukuro) 12号館2F会議室 |
| 講演者 Speaker | Alexey Tolstov (Kavli IPMU, The University of Tokyo) |
| 講演タイトル Title | Multicolor light curves simulations of core-collapse supernovae: from shock breakout to 56Co decay |
| 概要 Abstract | Photometry is the most easily acquired information about the supernovae. The light curves can provide the information about initial mass of presupernova, an evolutionary state, explosion energy, metallicity. The phenomenon of a supernova in most cases should start with a bright flash caused by a shock wave emerging on the surface of the star. Thus some features of the physics of radiation-dominated shock are important for correct numerical modelling of supernova light curves. With account of those peculiarities, we construct a number of models for different supernova types based on multigroup radiation transfer coupled to hydrodynamics. The appearance of hard X-ray emission at the shock breakout phase is revealed in some models. The results of numerical simulations of light curves and continuum spectra can be used to analyse and interpret available and future data from space and ground-based observatories. |
| 日時 Date | 第26回：2016/1/29 (Fri) 13:30-15:00 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）Rikkyo Univ. (Ikebukuro) 13号館1F会議室 |
| 講演者 Speaker | Stefano Campagnola (JAXA) |
| 講演タイトル Title | Enabling technologies in astrodynamics for deep space exploration |
| 概要 Abstract | This seminar presents new technologies in astrodynamics, recently used by three international space agencies (NASA, ESA, and JAXA). The technologies enabled several key Solar System exploration missions: the BepiColombo mission to Mercury, the Enceladus orbiter and the recovery of the Akastuki mission to Venus. Finally the Tisserand-Poincare' graph is presented, a recent design tool that was used to compute ESA's and NASA's proposed missions to the Jovian systems. Space exploration has become more ambitious, and the costs and risks of many important missions have grown to the point that they cannot be easily supported under the expected budgetary situations. These new types of methods will allow Space Mission Design to have much greater leveraging power to reduce the net costs and risks and allow many more missions to be undertaken successfully. "The history of planetary exploration is replete with examples [...] of missions enabled by advanced trajectory analysis" (Planetary Science Decadal Survey, 2011). In the last decade, space exploration has provided us a tremendous amount of new discoveries: methane rains on Titan creating rivers and lakes similar to Earth's; Enceladus plums of water vapor; large ice deposits on Mars and hints of a warmer past that could have harbored life; samples from an asteroid, a comet's coma and the solar wind were returned to Earth to study the origin and composition of the Sun and our Solar system. With these new methods, many new types of missions will be enabled that could not otherwise be undertaken, by radically improving the chances for success, and reducing the net risks and costs. |
| 日時 Date | 第25回：2015/12/22 (Tue) 10:45-12:15 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）Rikkyo Univ. (Ikebukuro) 9号館9B03 |
| 講演者 Speaker | Olaf Reimer (Leopold-Franzens-Universitat Innsbruck, Republic of Austria) |
| 講演タイトル Title | Tracing Cosmic Rays through their gamma-ray signatures |
| 概要 Abstract | Charged Cosmic Rays do not readily reveal their astrophysical origin to an observer. Magnetic fields unavoidably bend their trajectories on their way from source or acceleration regions to suitable detectors. Therefore neutral messengers produced by interactions of Cosmic Rays and interstellar/intergalactic matter are studied to probe extreme particle acceleration on all accessible scales in our Universe. In particular, observations in the high-energy gamma-ray regime revealed a variety of Cosmic Ray accelerators over the recent years. I’ll discuss the variety of such signatures seen in gamma-rays ranging from solar system to extragalactic scales. |
| 日時 Date | 第24回：2015/12/18 (Fri) 15:00-16:30 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）Rikkyo Univ. (Ikebukuro) 12号館第3-4会議室 |
| 講演者 Speaker | 榎戸 輝揚 (京都大学) Teruaki Enoto (Kyoto University) |
| 講演タイトル Title | 中性子星の観測的多様性とマグネターの磁気活動 |
| 概要 Abstract | 宇宙でもっとも奇妙な天体の１つ、中性子星には多様な種族が見つかっている。中でも軟ガンマ線リピーターや特異Ｘ線パルサーと呼ばれる天体は、通常の中性子星よりも磁場が２桁以上も強く、磁気エネルギーで輝く「マグネター」と呼ばれる新種の天体として注目されている。最近の観測でわかってきた中性子星の多様性を、磁場の進化によって統一的に理解する試みを紹介する。また、マグネターの磁気的な活動の最近の観測結果を整理し、すざく衛星によるマグネター観測でわかってきた広帯域スペクトルの進化の兆候を議論する。また、ASTRO-H での突発増光型マグネター観測への期待を述べる。時間があれば最後に、最近新しく取り組んでいる雷雲ガンマ線の石川県での観測プロジェクトを、学術系クラウドファンディングとオープンサイエンスの流れと絡め紹介する。 |
| 日時 Date | 第23回：2015/11/17 (Tue) 10:45-12:15 |
| 場所 Place | 立教大学（池袋キャンパス）Rikkyo Univ. (Ikebukuro) 9号館9B03 |
| 講演者 Speaker | Sergey Blinnikov (ITEP/VNIIA, Moscow and Kavli IPMU, Kashiwa) |
| 講演タイトル Title | Three paths to high emission of Superluminous Supernovae |
| 概要 Abstract | Recently some supernovae are discovered with the peak luminosity an order of magnitude higher than for ordinary supernovae (SNe). Those intriguing objects are called Superluminous Supernovae (SLSNe) and their understanding is crucial for the theory of evolution of the most massive stars and may have relation to enigmatic mechanisms of gamma-ray bursts. Three paths, i.e. three scenarios, are proposed for SLSNe. 1) Pair instability Supernovae, PISN, 2) Magnetar pumping, 3) Shock interaction with circumstellar matter. I review the current status of the research in this field and point out the problems that must be solved in the theory of SLSN. I point out the important role of long living radiative shock waves in the modeling of those events. Those shocks lead to the formation of thin, but massive, dense shells similar to those found at the stage of catastrophic cooling in the models of supernova remnants (SNRs). I present some new results of our work on the stability of the thin shells in multidimensional hydrodynamic simulations. We use three different hydrocodes (one of them developed in our group) and several numerical schemes on different grids. This helps us to clarify the reasons for some conflicting conclusions which may be found in current literature on SNRs about the stability of the thin shells. Prospects for future work will be also briefly discussed. |
| 日時 | 第22回：2015年11月2日(月) 10:45-12:15 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）12号館2階会議室 |
| 講演者 | Rolf Buehler (DESY, Germany) |
| 講演タイトル | Magnetic dissipation in the Crab Nebula |
| 概要 | The Crab nebula and its pulsar (referred to together as Crab) have historically played a central role in astrophysics. True to their legacy, several unique discoveries have been made in the past years. The Crab was found to emit gamma-ray pulsations up to TeV energies, beyond what was previously expected from pulsars. Strong gamma-ray flares, of durations of a few days, were discovered from within the nebula, while the source was previously expected to be stable in flux on these time scales. I will review these intriguing and suggestive developments in context of the more general question how magnetic energy is transferred to kinetic particle energy in relativistic plasma outflows. |
| 日時 | 第21回：2015年9月25日(金) 13:15-14:45 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）17号館第2会議室 |
| 講演者 | Pol Bordas (Max Planck Institute for Kernphysics, Germany) |
| 講演タイトル | Discovery of large-scale X-ray jets from the runaway pulsar IGR J11014-6103 |
| 概要 | IGR J11014-6103 is a hard X-ray source discovered by INTEGRAL. Follow-up X-ray and radio observations have revealed an elongated pulsar wind nebula formed by a neutron star escaping supersonically its parent supernova remnant SNR MSH 11-61A. The pulsar also emits highly collimated jets extending perpendicularly to the direction of motion. The jet has a continuous helical structure extending up to more than 10 parsecs. IGR J11014-6103 is a laboratory to study jet ejection in the wind of a pulsar and to constrain the core collapse supernova mechanism responsible for the observed pulsar kick velocity in excess of 1000 km/s. |
| 日時 | 第20回：2015年8月25日(火) 10:45-12:15 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）9号館 (9B03) |
| 講演者 | Kenji Toma (Tohoku University) |
| 講演タイトル | Drividing Mechanism of Black Hole Jets |
| 概要 | Blandford-Znajek process, the steady electromagnetic energy extraction from a rotating black hole (BH), is widely believed to work for driving relativistic jets in active galactic nuclei, gamma-ray bursts, and Galactic microquasars, although there have not been clear observational evidences. This talk focuses on the theoretical side of the issues on this process, but I will try to stimulate discussion on the observational strategy for this process. We generically and analytically discuss the Kerr BH magnetosphere filled with a collisionless plasma, extending the arguments of Komissarov (2004, 2009) and Toma & Takahara (2014), and answer to the questions how the electromagnetic energy flux is causally produced and how the rotational energy of the BH is reduced. One of our findings is that the inflow of negative-energy particles are essential for the magnetic fields lines threading the equatorial plane in the ergosphere, but that the concept of the negative energy is not essential for the field lines threading the event horizon (Toma & Takahara 2015, submitted). |
| 日時 | 第19回：2015年8月4日(火) 10:45-12:15 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）13号館1階会議室 |
| 講演者 | Aurora Simionescu (ISAS/JAXA) |
| 講演タイトル | Using X-ray emission lines from metals to understand the physics and chemical evolution of the largest objects in the Universe |
| 概要 | I will start by presenting recent results from Suzaku Key Project observations of the outskirts of the Perseus and Virgo clusters of galaxies. Observations of these bright, nearby targets have allowed us to start probing the chemical enrichment of the intra-cluster medium far beyond the cluster cores and up to their virial radii. I will discuss the implications of the measured metal abundances for understanding the physics and chemical evolution of the ICM at large radii. I will then move on to discuss the potential for future progress with upcoming observations with the Astro-H SXS, whose improved spectral resolution will allow a much more accurate determination of the metallicities in the intracluster medium. I will explain how Astro-H observations will allow us to place better constraints on supernova yield models and also study the dynamical processes through which metals are ejected from their host galaxies into the intracluster gas. |
| 日時 | 第18回：2015年7月14日(火) 10:45-12:15 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）9号館 (9205) |
| 講演者 | Daniel Mazin (ICRR, Kashiwa) |
| 講演タイトル | Key science projects with CTA: extragalactic science |
| 概要 | The next generation ground-based Cherenkov telescopes, dubbed Cherenkov Telescope Array (CTA), is in the pre-production phase now and first scientific data is expected to be available with full array by 2021 and with part arrays as early as 2018. The CTA will be an observatory at two sites: one in the northern and one in the southern hemisphere, covering an energy regime from 20GeV to 300TeV. This year the CTA consortium building CTA defined Key Science Projects that will occupy about 40-50% of CTA observation time in the first years. In this seminar I will present Key Science Projects focused on extragalactic science, their goals and expectations as well as the observation strategy. |
| 日時 | 第17回：2015年6月23日(火) 10:45-12:15 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）9号館 (9205) |
| 講演者 | Makoto Takamoto (Tokyo University) |
| 講演タイトル | Thermal Synchrotron Radiation By Double Tearing Mode Reconnection - Application to the Crab Gamma-Ray Flares |
| 概要 | Recent observations have revealed the Crab shows strong gamma-ray flares through synchrotron radiation whose maximum energy is around 370MeV with time-scale around 8 hours. Surprisingly, the observed energy is beyond the maximum energy of synchrotron photons radiated by electrons accelerated in MHD magnetic field. Although there are already some theoretical models which considered magnetic reconnection with an incredibly large spatial scale in Crab pulsar wind nebula, the origin of the flares is still controversial. In this presentation, we propose a new theoretical explanation of the Crab gamma-ray flare. Instead of considering phenomena in pulsar wind nebulae, we consider the double tearing mode (DTM) magnetic reconnection in a pulsar wind region. We obtained the evolution of DTM using resistive relativistic magneto-hydrodynamic simulations, and computed synthetic synchrotron spectra in the explosive reconnection phase. We found the variability of the Crab nebula/pulsar system, seen as flares, can be naturally explained by the DTM explosive phase in the striped wind. Our results also indicate that, in order to explain the Crab gamma-ray flare by DTM in the wind region, the magnetization parameter \sigma should be around 10^5 and the wind Lorentz factor be around 300. |
| 日時 | 第16回：2015年6月9日(火) 10:45-12:15 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）9号館 (9205) |
| 講演者 | Daniela Hadasch (ICRR, Kashiwa) |
| 講演タイトル | Binary systems at high energies |
| 概要 | The small source class of gamma-ray binaries consists at present of six known objects with different orbital periods ranging from days up to several years. One of the best studied gamma-ray binary across all frequencies, LS I +61 303, is highly variable at any given orbital phase and was lately discovered to show on top of orbital also superorbital variability at high energies. In contrary, the other famous binary, LS 5039, shows no variations apart from those related to the orbital period. The other unresolved mystery in most of these sources is the nature of their compact object. Both neutron star (e.g. PSR B1259-63) and probable black hole (microquasar, e.g., Cyg X-3) binary systems have been detected at GeV energies, hence both types of compact object are viable in the undetermined systems. In this talk I will present the recent findings on the known gamma-ray binaries up to now and discuss their behavior at high and very high energies. |
| 日時 | 第15回：2015年6月2日(火) 10:45-12:15 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス） 9号館 (9205) |
| 講演者 | Magnus Axelsson (TMU, Hachioji) |
| 講演タイトル | Using rapid variability to probe warped space-time around accreting black holes |
| 概要 | Accretion provides one of the few ways to directly study black holes. Because they vary on observable time scales, black hole X-ray binaries are an interesting target for such studies. However, the observed spectra are complex, with multiple components contributing to the observed emission. Temporal variability is a powerful tool to break this spectral degeneracy. In this talk I will focus on studies of rapid (< 0.1s) variability in the form of the power spectrum, and show how it changes with accretion rate in the canonical black hole binary Cygnus X-1. Additionally, I will show how combining spectral and temporal information in XTE J1550-564 allows us to probe the geometry of the innermost regions of the accretion flow. The results support the picture of quasi-periodic components arising due to Lense-Thirring precession, a direct result of the warped space-time close to the black hole. |
| 日時 | 第14回：2015年5月12日(火) 10:45-12:15 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）9号館 (9205) |
| 講演者 | Lukasz Stawarz (Jagiellonian University, Poland) |
| 講演タイトル | AGN Jets and Lobes: Sources of High-Energy Particles |
| 概要 | Relativistic jets and extended radio lobes associated with active galaxies are confirmed sources of high-energy emission, extending with power-law spectra up to the high- and very high-energy gamma-rays. This non-thermal radiation is best explained as originating from interactions of ultra-relativistic electrons (energies up to and above TeV) with ambient photon fields. At the same time, various arguments indicate, or at least suggest a dynamically relevant population of hadronic cosmic rays in AGN jets as well, while the presence of a thermal matter within the extended radio lobes has been recently revealed directly via radio and X-ray observations. These new findings stimulated the discussion on a possibility of active galaxies to be the sources of ultra-high-energy cosmic ray protons (energies above EeV). In this talk I will critically re-examine this issue, commenting on the particle acceleration processes which may be involved, and which are still in many respects largely controversial. |
| 日時 | 第13回：2015年1月22日(木) 18:20-19:30 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）４号館 4411 |
| 講演者 | 勝田 哲 (JAXA/ISAS) |
| 講演タイトル | 超新星残骸のＸ線精密分光観測: XMM-Newton/Chandra 衛星搭載の分散分光器による先駆けと「ASTRO-H」への展望 |
| 概要 | 超新星残骸（および銀河団などの拡散天体）のＸ線精密分光学は、来年度に打ち 上げが迫る日本の次期Ｘ線天文衛星「ASTRO-H」の主要サイ エンスにもなっている、非常に将来性の高い研究手法・テーマである。一方でわれわれは、「XMM-Newton」「Chandra」衛星搭載の分散分光器を巧く利用した観測により、 「ASTRO-H」に先立って超新星残骸のＸ線精密分光観測の最先端を開拓している。本セミナーでは、その初期成果を中心に、将来の展望---「ASTRO-H」搭載マイクロカロリメータの観測シミュレーション---を紹介する。特に超新星爆発の構造・機構の解明および超新星衝撃波における宇宙線粒子加速に焦点を当て、 Ｘ線精密分光観測で得られた（得られる）新しい知見についてお話したい。 |
| 日時 | 第12回：2014年12月18日(木) 17:00-18:30 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）４号館 4411 |
| 講演者 | Maxim Barkov (RIKEN) |
| 講演タイトル | Orbital evolution of colliding star and pulsar winds in 2D and 3D |
| 概要 | The structure formed by the shocked winds of a massive star and a non-accreting pulsar in a binary system suffers periodic and random variations of orbital and non-linear dynamical origin. The characterization of the evolution of the two-wind interaction region is necessary to understand the non-thermal emission from radio to gamma rays. For the first time, we simulate in 3 dimensions the interaction of isotropic stellar and relativistic pulsar winds along one full orbit, on scales well beyond the binary size. We also investigate the impact of grid resolution and size. We carry out, with the code PLUTO, relativistic hydrodynamical simulations in 2 and 3 dimensions of the interaction of a slow dense wind and a mildly relativistic wind along one full orbit, up to ~100 times the binary size. The 2-dimensional simulations are carried out with equal and larger grid resolution and size than in 3 dimensions. The simulations in 3 dimensions confirm previous results in 2 dimensions, showing a strong shock induced by Coriolis forces that terminates the pulsar wind in all directions, strong bending of the interaction structure against the pulsar motion, and the generation of turbulence. The shocked flows are also subject to a faster development of instabilities in 3 dimensions, which enhances the presence of shocks, two-wind mixing, and the disruption of the interaction structure on large scales. In 2 dimensions, higher resolution simulations confirm lower resolution results, and simulations with larger grid sizes strengthen the case for the loss of global coherence of the interaction structure. Simulations in 3 dimensions confirm that the interaction of stellar and pulsar winds yields structures that evolve non-linearly and get strongly entangled. The evolution is accompanied by strong kinetic energy dissipation, rapid changes in flow orientation and speed, and turbulent motion. The loss of global coherence is strongly enhanced in 3 dimensions and as the resolution increases. |
| 日時 | 第11回：2014年12月11日(木) 17:00-18:30 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）４号館 4411 |
| 講演者 | 大平 豊 (青山学院大学） |
| 講演タイトル | 宇宙線の逃走と超新星残骸周りの宇宙線ハロー |
| 概要 | 超新星残骸は銀河宇宙線の加速現場であると多くの人が考えている。宇宙線の発見から100年、これまでの理論的研究は宇宙線の加速機構と銀河内の伝搬であった。最近になって、宇宙線がいつどのように超新星残骸から逃走するのかについての研究が盛んになってきた。本発表では、最近の観測結果と理論的研究を交えながら、宇宙線の加速領域からの逃走と、逃走した後に超新星残骸付近を拡散する宇宙線の振る舞いや周辺への影響について発表する。 |
| 日時 | 第10回：2014年12月4日(木) 17:00-18:30 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）４号館 4411 |
| 講演者 | 森井 幹雄 (理化学研究所) |
| 講演タイトル | 新星爆発の点火に伴う軟X線閃光放射の観測 |
| 概要 | 全天X線監視装置「MAXI、マキシ」は、国際宇宙ステーションに塔載された 全天X線モニターである。2種類のX線カメラ: GSCとSSC を塔載し、 それぞれ2 - 30 keV、0.7 - 7 keV のエネルギー領域をカバーしている。 2011年11月、MAXIは小マゼラン雲の近傍に軟X線突発天体「MAXI J0158-744」を 発見した。放射の継続時間は1000秒程度で、明るさは、10^40 erg/s に 達した。我々は、この天体がチャンドラセカール限界に近い重量級白色矮星であること、 軟X線閃光放射は、その表面上で発生した新星爆発の点火後数時間だけ現れる「火の玉期」 の放射であることを明らかにした(Morii et al. 2013, ApJ)。 さらに、SSCは強いHe-likeのネオン輝線を検出した。我々は、新星爆発の火の玉期の シミュレーションによりこれを再現することに成功した(Ohtani, Morii & Shigeyama 2014, ApJ)。 その結果、新星爆発の理論通り、CNOサイクルの核反応が発生していること、P-Cygni profileにより、 強過ぎる輝線が説明できることを示した。また、ネオンのアバンダンスが大きい必要もあり 酸素・ネオン・マグネシウムで構成された O-Ne-Mg 白色矮星であることも分った。 つまり、中性子星に爆縮する(AIC)直前の段階の白色矮星であると考えられる。 この天体はさらに、若いBe星と白色矮星との連星系であり、年齢が乖離している点でも 特殊な天体であった。連星系進化理論に影響を与えている。 |
| 日時 | 第9回：2014年11月20日(木) 17:00-18:30 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）４号館 4411 |
| 講演者 | 三原 建弘 (理化学研究所) |
| 講演タイトル | Cyg X-3の電波クエンチ状態時のＸ線スペクトル |
| 概要 | Cyg X-3はコンパクト星と10〜30Moのウォルフライエ星の連星系である。濃い星風が強いＸ線により高階電離され、連星系を取り囲んで中心天体からのＸ線を散乱していると考えられている。最近「電波クエンチ状態」の発見により、そのＸ線スペクトル変化から正体はブラックホール（BH）である可能性が高くなってきた。Cyg X-3 は、スペクトルのsoft/hard 状態の強度変化に加えて、5, 6 年に１度くらい、電波強度が1 桁落ちる「電波クエンチ状態」になる。2011 年3 月の同状態は開始から終了までMAXIでモニタされた。RXTE, Swift衛星でもひんぱんに観測が行われた。X 線スペクトルは、べき型成分が消え、黒体放射(降着円盤黒体放射モデルの温度は1.5keV) だけであった。このスペクトル変化からCyg X-3 はブラックホール(BH) である可能性が高い。いつも等価幅0.5 〜1.0 keV で顕著に見られる鉄ラインはMAXIでは検出限界以下、RXTEでは0.14 keVであった。スペクトル形が円盤黒体輻射型になり鉄のKエッジ以上のＸ線が減ったため、鉄ラインも弱くなったと理解される。4.8 時間軌道周期で４位相に分けてスペクトル解析を行ったところ、谷と落ちかけでは円盤黒体放射モデル(kT=1.5 keV) で合せることができたが、山と上りかけではPCAで15 keV以上の高エネルギー帯に残差が残った。BH近傍に存在するコンプトンガスの影響を考慮した円盤黒体放射コンプトン散乱モデル(nthcomp モデル)を用いたところ、いずれの位相も合せることができ、円盤の温度は1.6 keVとなった。 Swift/XRTでは、MAXIやPCAにないソフトＸ線(1〜3 keV)のCCDによる高エネルギー分解能スペクトルが取れる。2〜3 keV 帯には硫黄などの光電離輝線が検出され、1.5keV以下ではソフトＸ線超過が残った。ソフトＸ線超過は、吸収体中の炭素や酸素が電離していて吸収が減るためと解釈される。そういった構造を近似的に表現する部分吸収モデル(pcfabsモデル)を用いたところ、よくフィットできた。低エネルギーでの部分吸収と高エネルギーでの鉄エッジを統一的に表現できる電離吸収体のスペクトルモデル(absoriモデル)を用いたところ、おおまかな形は再現できた。RXTE衛星とSwift衛星の詳細スペクトルを用いても、MAXIの観測とコンシステントな1.6 keVの降着円盤の黒体放射モデルの温度が得られた。これより最小安定円軌道(ISCO)半径3Rsの仮定をすると、BHの質量は1.7Moと求められる。extremeカーBH （ISCO=0.5Rs）の場合は10 Moとなる。 |
| 日時 | 第8回：2014年11月13日(木) 17:00-18:30 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）４号館 4411 |
| 講演者 | 林田 将明 (東京大学 宇宙線研究所) |
| 講演タイトル | 撮像大気チェレンコフ望遠鏡による高エネルギーガンマ線観測の現状と将来計画 |
| 概要 | 高エネルギーガンマ線（100MeV以上）の発生起源は、加速された高エネルギー荷電粒子『宇宙線』、あるいは暗黒物質の対消滅等、物理の「標準モデル」を超えた現象に限定される。特に、TeVを超える最高エネルギーガンマ線が検出されたのは1989年と新しい天文観測分野であり、このガンマ線観測を可能としたのが「撮像大気チェレンコフ望遠鏡」である。その観測方式は、その他の電磁波観測が対応するエネルギー帯域の光子を直接検出するのとは異なり、高エネルギーガンマ線が大気に突入し、大気と相互作用を起こして雪崩的に発生させた荷電粒子（大気シャワー）が放つ「大気チェレンコフ光」を観測し、間接的に高エネギーガンマ線光子の情報を得るものである。 21世紀に入り、MAGIC, H.E.S.S.そしてVERITASといった「新世代のチェレンコフ望遠鏡」の活躍によりその天体数はようやく100を超えてきた。特に最近はz~1程度の遠方の活動銀河核、種々の超新星残骸やパルサーやパルサー風からも100 GeV以上の放射が確認され、天体の高エネルギー発生機構の新たな姿が見え始めている。 さらにこの チェレンコフ望遠鏡の観測性能を20 GeVから100 TeVの帯域に広げかつ現在より感度を一桁以上向上させ、宇宙の高エネルギー現象の謎を解明するためのプロジェクトが、「Cherenkov Telescope Array (CTA) project」である。日欧米を中心に現在29カ国から1200名以上が参加、2016年からの建設2020年からの全体運用を計画している。三種類の異なる口径で構成されるチェレンコフ望遠鏡アレイを南北半球それぞれに一基地ずつ建設し全天をカバーする。日本も「CTA-Japan」として現在20以上の機関から約100名が参加し、20 GeVからの観測実現に必要不可欠な大口径望遠鏡（Large Sized Telescope: LST)の開発を主導しており、カメラや主鏡には日本グループが開発した装置が採用される。 本セミナーでは、チェレンコフ望遠鏡による最新の観測結果を紹介した後、CTA計画の開発現状とCTAにおけて期待される物理について議論する。 |
| 日時 | 第7回：2014年9月18日(木) 17:00-18:30 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）４号館 4411 |
| 講演者 | 百瀬 莉恵子 (東京大学 宇宙線研究所) |
| 講演タイトル | ライマンαハローで探る銀河進化と宇宙再電離 |
| 概要 | 近年、銀河とその周辺環境の境界である「ハロー」が注目を集めている。ハローとは銀河を取り巻く淡いガスのことである。ハローガスの形状は、主に、銀河間空間からのガス流入と銀河からのアウトフローによる流出の収支を反映している。そのため、ハローガスの形状・性質を理解することは、銀河の星形成史やそれに伴う銀河進化を明らかにする上で重要となる。観測的にはハローガスのトレーサーとしてライマンα輝線が用いられている。ライマンα輝線は中性水素ガス中で共鳴散乱をうける。淡く広がったハローがライマンα輝線を共鳴散乱すると、ハローの大きさに応じ、銀河の星成分より大きなライマンα輝線の構造（ライマンαハロー）が観測されることが期待される。本講演では、近傍から遠方（0.1 < z < 7）におけるライマンαハローの観測結果を紹介し、その結果から示唆される銀河進化や宇宙再電離について考察する。 |
| 日時 | 第6回：2014年9月4日(木) 17:00-18:30 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）４号館 4411 |
| 講演者 | Herman Lee (JAXA 宇宙科学研究所) |
| 講演タイトル | UNDERSTANDING MULTI-WAVELENGTH PHENOMENA OF SNRS THROUGH NUMERICAL MODELING |
| 概要 | Observations of supernova remnants (SNRs) by an expanding array of ground-based and space telescopes have revealed their physical complexity through electromagnetic radiation over a broad energy range, overwhelming us with a rich variety of morphological and spectral properties. Young shell-type and middle-aged SNRs can emit luminous high-energy gamma-rays, evidencing their roles as efficient cosmic particle accelerators. Thermal X-ray emission from the shocked ambient material and ejecta contain valuable information about the circumstellar environments, nature of the progenitor stars, and the explosive nucleosynthesis and matter mixing processes during the supernova (SN) phase. I will introduce our numerical model that self-consistently describe the broadband (non-)thermal emission of SNRs using a hydro calculation, including physics like non-linear diffusive shock acceleration, magnetic-field amplification, non-equilibrium ionization and various radiative processes. We utilize data from core-collapse and thermonuclear supernova simulations to obtain compositional and structural data for the SN ejecta. By following the evolution of ionization states, temperatures, and dynamics of each ion species in the shocked plasma, we can synthesize detailed X-ray spectra that can be directly compared with and make predictions for future observations by Astro-H. Simultaneously we compute the acceleration and evolution of relativistic ions and electrons around the collisionless shockwaves, permitting a coherent calculation of spectra, spatial distribution and time evolution of broadband non-thermal emission from radio to gamma-rays. This lets us confront multi-wavelength observations to provide robust constraints to the contributions of SNRs of various ages and types to the Galactic cosmic ray population. For illustration, I will discuss applications of our model to a few young shell-type and middle-aged SNRs. In the talk I will also share my vision on future theoretical SNR researches using state-of-the-art numerical simulations and how new telescopes are going to help us out. |
| 日時 | 第5回：2014年7月24日(木) 17:00-18:30 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）４号館別棟 4151 |
| 講演者 | 野田 博文 (理化学研究所 仁科加速器研究センター) |
| 講演タイトル | X線の時間変動から調べる超巨大ブラックホール近傍の放射生成 |
| 概要 | 活動銀河核(AGN)からの一次X線は、超巨大ブラックホール(BH)周辺に形成された降着円盤 の黒体光子が、高温の電子雲で逆コンプトン散乱を受けて生じると考えられる。この一次X線 の特徴を調べれば、BHの強い重力を利用して効率よく強大な放射を生成する「AGNエンジン」 の描像に迫ることができると期待される。我々は、「すざく」が捉えた AGNの激しい時間変動 を利用することで、X線信号をモデルに依らずに成分に分解し、一次X線の特徴を系統的に 調べることに成功した。その結果、AGNエンジンは、燃料の量により動作が切り変わる 複数のX線生成領域から構成された「ハイブリッド型」であることが見えてきた。本講演では、 AGNにおけるこれまでのX線研究をレビューしたのち、我々の方法による結果を紹介したい。 |
| 日時 | 第4回：2014年7月10日(木) 17:00-18:30 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）４号館 4404 |
| 講演者 | 小谷太郎 （東京家政学院大・神奈川大） |
| 講演タイトル | 電波からガンマ線まで出すCyg X-3のジェット + いかに科学解説書を書くか |
| 概要 | マイクロクエイザーCyg X-3は、ときおり大規模な電波フレアを起こし、それとともに 相対論的速度で電波ジェット (~10 Jy)を噴射することが知られている。 このジェット噴射はガンマ線放射を前兆現象として伴うことが発見されたが (Tavani+ 2009, Nature 462, 620; The Fermi LAT Collaboration, 2009, Science 326, 1512)、 そのガンマ線源の正体や放射機構は解明されていない。 2011年、我々は野辺山宇宙電波観測所45 m鏡を用いてTOOモニタ観測を行なった。 2011/01/28 (MJD＝55589) にミリ波においてmicro flare (~1 Jy)が検出され (Kotani+ 2011, ATel 3130)、同時に10 keV以上の硬X線が落ち込むのがMAXIによって 観測された (Kotani+ 2011, ATel 3139)。このmicro flareと重なる期間には観測史上 最高のガンマ線放射も検出された(Bulgarelli+ 2011, ATel 3151)。 ガンマ線放射をともなうジェット噴射がミリ波とX線でモニタ観測できたのは初めての例であり、 ミリ波とガンマ線が同一の機構で放射されていることを強く示唆する。 ガンマ線+ミリ波マイクロフレアの正体について議論する。 また、サイエンス・ライターとしての (さほど長くない) 経験に基づいて、 一般向け科学解説書の生産される仕組みについても解説する。 |
| 日時 | 第3回：2014年6月26日(木) 17:00-18:30 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）４号館 4404 |
| 講演者 | 長瀧重博 (理研） |
| 講演タイトル | 天体ビッグバン：爆発機構から残骸まで |
| 概要 | 理化学研究所長瀧天体ビッグバン研究室の研究紹介を行いたく思います。 我々の研究室は、超新星・ガンマ線バーストに関する様々な謎の解明に向け、 理論的研究を行います。超新星・ガンマ線バーストは宇宙最大規模の爆発現象であり、 その爆発メカニズムは良く分かっていません。我々はこの究極的な現象を、究極的な 物理を駆使して解き明かしたいと考えています。場合によっては急速に進化している 大型計算機を用いた大規模数値シミュレーションを駆使してこの究極的現象の解明に あたります。また超新星・ガンマ線バーストは物理と謎の宝庫であり（重力波、ニュー トリノ、r-process元素合成、粒子加速現象、最高エネルギー宇宙線、高エネルギー ニュートリノ、高エネルギーガンマ線等）、極限宇宙物理学の最高峰とも言うべき現象です。 我々はこれら様々な謎の解明に向けて最先端の理論研究を行い、この宇宙最大爆発現象の 全貌を明らかにします。我々の理論研究は、超新星・ガンマ線バーストに関する最先端の 観測に物理的解釈を与え、次世代観測に対する予言・提言を発信します。 我々は興味を共有する理研・全国・全世界の研究者皆様と協力・連携し、研究者の理想郷を 理化学研究所に実現します。 |
| 日時 | 第2回：2014年5月29日(木) 17:00-18:30 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）４号館 4404 |
| 講演者 | Yoshiyuki Inoue (ISAS) |
| 講演タイトル | Unveiling the nature of AGN coronae through sub-mm and X-ray observations |
| 概要 | While the cosmic X-ray background is likely to originate from individual AGNs, the origin of the cosmic MeV gamma-ray background is not fully understood. We proposed that AGNs having non-thermal electrons in a corona may explain the MeV gamma-ray background. Such non-thermal electrons are expected to exist if a corona is heated by magnetic reconnections. However, the sensitivity of current MeV gamma-ray instrument is not sufficiently good to detect the expected power-law tail in the MeV band from individual AGNs. Furthermore, the heating mechanism of a corona in AGNs is still unknown in the first place, although magnetic reconnection heating is one possibility. In this talk, I would like to introduce how we can probe the nature of AGN coronae such as magnetic field and non-thermal content through future observations by ALMA and Astro-H. |
| 日時 | 第１回：2014年5月15日(木) 17:00-18:30 |
| 場所 | 立教大学（池袋キャンパス）４号館 4404 |
| 講演者 | Dmitry Khangulyan (ISAS) |
| 講演タイトル | What happens when an AGN jet slams into a star? |
| 概要 | Observations of AGNs with different high energy instruments indicate on formation of gamma rays in compact regions (i.e., in blobs). This, in particular, is supported by the shapes of recorded lightcurves and by the ultra-fast variability time scales obtained with ground based Cherenkov detectors (e.g., with H.E.S.S.). However, the conventional approach for modeling of these sources features calculations of the non-thermal high-energy emission leaving the question related to the nature of these blobs less addressed. I will discuss a specific scenario for blobs in AGN jets: formation of blobs at interaction of AGN jet with a star. Despite the apparent generality, once applied to a specific source the scenario implies quite strict consequences on the properties of the jet and possible production mechanism at work. To illustrate this, I consider two exceptionally challenging cases: the ultra-fast variability detected with H.E.S.S. from the blazar PKS 2155-304, and extremely bright flare register with Fermi/LAT from 3C454.3. The scenario, if realised, can readily explain several puzzling features, like the lightcurve shapes and variability time scale, and allows to constrain the key properties of the sources. |