宇宙線は銀河内を伝播する際, 磁場の乱れによる散乱を受けながら拡散していくと考えられている。Heinbachらは, 宇宙線が散乱の際に起こる確率論的第二フェルミ加速を計算し, この再加速過程をとり入れたモデルを拡散再加速モデルと名づけた。ここでは, 宇宙線電子成分における拡散再加速モデルを扱った。計算の結果, 電子のソーススペクトル指数が-2.4の場合, 100MeVから10GeVにかけて盛り上りがみられ, これは銀河背景電波から焼き直し10GeVで直接観測値に合わせたスペクトルと一致しない。そこでソース指数を10GeVで(-2.1∿-2.2)から-2.4に変化させると不一致をとり除くことができた。さらに, OSSE, COMPTEL, COS-B, EGRETの銀河ガンマ線の観測値をっかって再加速モデルの検証を行なった。再加速効果はスペクトルのMeV領域に現れ, ソース指数が10GeVで(-2.2∿-2.3)から-2.4に変化するようなモデルで観測値とほぼ一致することがわかった。以上全体の観測値と比較した結果, Heinbachの拡散再加速モデルでは, 電子のソーススペクトルを10GeVで-2.2から-2.4に変化させることによって大体うまく説明できることが明らかになった。再加速モデルは, 宇宙線の伝播過程を拡散のみで説明できるという利点があるが, その場合電子のソーススペクトルは10GeV付近で変化している必要がある。

The cosmic rays diffuse in the interstellar space with scattering by the magnetic field irregularities. Heinbach et al. have estimated the energy gain due to second-order Fermi acceleration for the scattering process and called the model including such a reacceleration process "Diffusive Reacceleration Model" (DR Model). In this paper we discuss the DR Model of cosmic ray electrons. If the electron source spectrum has the simple power-law shape with the index of -2.4 (DR 2.4), the DR Model shows the increase of the energy flux in the range of 100MeV to 10GeV. It becomes factor 2 higher than the normalized spectrum at 10GeV estimated from the galactic radio emission data. It is shown that the change of source spectral index from (-2.1∿-2.2) to -2.4 at 10GeV (DR 2.1 and DR 2.2) can remove the disagreement. Further, we have inspected the reacceleration model more precisely using the diffuse galactic gamma-ray emission data of OSSE, COMPTEL, COS-B and EGRET measurements. The effect of reacceleration appears in the MeV region of the gamma ray spectrum. It is found that the DR models of the source index changing from (-2.2∿-2.3) to -2.4 at 10GeV almost agree with the gamma-ray data. Comparing with the whole data we find that DR 2.2 Model is acceptable, if the reacceleration process given by Heinbach et al. is included. The diffusive reacceleration model is very attractive, because the propagation of cosmic rays can be treated with the solely diffusive process. If we allow for that model, the electron source spectrum must be changed around 10GeV.

資料番号: SA0167115000