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榎戸輝揚の研究ウェブページ

[最終更新 2025-03-18]
京都大学 理学研究科 物理学・宇宙物理学専攻 物理学第二分野 宇宙線研究室
(理化学研究所 光量子工学研究センター 中性子ビーム技術開発チーム 客員主管研究員 (兼務))
日本語版 :jp:/English version :us:

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:octopus: 最近の成果や話題

  • 2025-03-24 :lightning: 鶴見美和さんの発表「シチズンサイエンス「雷雲プロジェクト」による冬季雷雲の観測」が、東大宇宙線研究所(ICRR)で開催された宇宙線空気シャワー観測によるマルチメッセンジャー天文学の推進研究会会で学生発表賞を受賞しました。
  • 2025-03-14 :lightning: 鶴見美和さんの発表「シチズンサイエンス『雷雲プロジェクト』による冬の日本海沿岸におけるガンマ線グローのマッピング観測」が、日本大気電気学会・第103回研究発表会で学生発表表彰を受賞しました。
  • 2025-01-14 :star: 榎戸がRIKEN Hakubi-ECL Symposium 2025 で、理研白眉研究チームの最終報告を行いました。簡単な報告は RIKEN Research 2025 spring の p.6 に掲載されています。

:cat: どんなチーム?

宇宙や地球の極限的な

現象は、人類未踏の科学フロンティアです。榎戸は、宇宙で最強の磁石星「中性子星」をX線で観測し、天体物理学の研究を行ってきました。その測定技術を応用し、雷や雷雲という極限自然現象で生じる放射線の研究にも挑戦しています。世界的にも珍しい日本海沿岸の冬季雷を対象に多地点観測網を構築し、雷での光核反応の解明など高エネルギー大気物理学という分野を開拓します。このプロジェクトの理念は Collective Power of Science。単一の巨大装置ではなく、多数の装置を有機的に結びつけ科学成果を出していく発想です。この言葉には、学術系クラウドファンディングやオープンサイエンスも活用し、科学を研究者に閉ざさず、社会との協調のなかで文化として捉えなおしたい想いがあります。この理念を軸に、複数の超小型衛星をスケーラブルに協調運用する新しいX線観測に挑戦し、重力波天文学や系外惑星のテーマも視野に入れた宇宙の研究に応用したいと考えています。このような視点のもとに、榎戸極限自然現象理研白眉研究チームの時代には、理研白眉プロジェクトとして「高エネルギー大気物理学の開拓と次世代の宇宙観測への応用」を主要な研究課題としてプロジェクトを進めました。超小型衛星 NinjaSat によるX線天体の観測に加え、京都大学では、銀河宇宙線で生成される中性子を用いた月面の水資源探査、それを発展させた月面天文台の計画なども進めています。

:earth_asia: アクセス

  • 所在地
    〒606-8502 京都市左京区北白川追分町
    京都大学大学院 理学研究科 物理学第二教室 宇宙線研究室
    理学部5号館 328号室 (内線 3858)

:monkey_face: チームメンバー

:monkey: 京大CRメンバー (主に一緒に研究中)

  • 辻 直希 (研究員) MoMoTarOプロジェクト/雷雲プロジェクト
  • 行方 宏介 (白眉助教) 恒星フレア
  • 鶴見 美和 (D1,学振DC1) 雷雲プロジェクト/MoMoTarOプロジェクト
  • 井上 峻 (D1,学振DC1) X線天文学 (恒星フレア)
  • 永井 悠太郎 (D1,量子フェロー) X線天文学 (X線パルサー)
  • 前田 涼太 (M2) MoMoTarOプロジェクト
  • 斉藤 裕次郎 (M2) X線天文学 (X線パルサー)
  • 中山 和哉 (M1) MoMoTarOプロジェクト
  • 小俣 雄矢 (M1) MoMoTarOプロジェクト
  • 加藤寛之 (M1) X線天文学

:monkey: 理研極限自然現象理研白眉研究チーム OB/OG メンバー(客員研究員は*)

  • 榎戸 輝揚 (理研白眉チームリーダー/京都大学准教授, 604号室) [履歴書]
  • 深谷 香織 (理研・アシスタント,2020/01-2023)
  • 徳久 有子 (理研・アシスタント,2024/03-2024/10)
  • 加藤 陽 (研究員, 2020/04-, 608号室)
  • 沼澤 正樹 (都立大学・特任助教) ← (理研・特別研究員, 2020/04-2021/09)
  • 長岡 央 (立命館大学・准教授) ←(理研・研究員 2021/04-2023/05)
  • 辻 直希 (京都大学・研究員) ← (理研・特別研究員 2022/04-2023/03)
  • DINIZ Gabriel Sousa (ブラジル,National Institute of Space Research) ← (理研・特別研究員/JSPS外国人特別研究員 2020/04-2022/12, 京都大学/JSPS外国人特別研究員 2022/12-2024/04)
  • 和田 有希 (大阪大学・助教) ← (理研・基礎科学特別研究員 2020/04-2021/04)
  • 木邑 真理子 (金沢大学・理工研究域 先端宇宙理工学研究センター・テニュアトラック助教)←(理研・基礎科学特別研究員 2020/04-2023/06)
  • 川室 太希 (大阪大学助教) ← (基礎科学特別研究員, 2022/02-, 606号室)
  • 山田 智史 (理研玉川高エネルギー宇宙物理学研究室) ← (基礎科学特別研究員, 2022/04-, 608号室)
  • 鶴見 美和 (京都大学) ← (理研・研修生/理研・研究パートタイマー/青山学院大学 2021/04-2022/03)
  • 谷口 絢太郎 (理研・研究パートタイマー/早稲田大学 2021/02-2024/03)
  • 加藤 大輝 (青山学院大学) ← (理研・研修生/理研・研究パートタイマー/青山学院大学 2022/05-2023/03)
  • 原口 泰雅 (理研・研究パートタイマー, 2020/10-11)
  • HU Chin-Ping* (國立彰化師範大學・助教授) ← (京都大学白眉チーム時代・JSPS研究員 2018/11-2020/11)
  • 一方井 祐子* (金沢大学・准教授)

:bird: メンバー募集

大学院生は京都大学の物理学・宇宙物理学専攻から受け入れています。研究員は以下の枠組みで受け入れています。

:fox_face: プロジェクト

私たちの研究チームでは、雷雲や雷での高エネルギー現象を解明を目指す「雷雲プロジェクト」、超小型衛星によるX線望遠鏡 NinjaSat、月面の水資源を宇宙線が生成する中性子で探すプロジェクト、宇宙X線による中性子星やマグネターの観測的研究などを進めています。また、これらをオープンサイエンスの枠組みで推進する活動もしています。

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:lightning: 雷雲プロジェクト

身近な雷という現象から、予想もされていなかったガンマ線が検出されるようになりました。これは雷のトリガーが何かという謎を解く新しい鍵であるだけでなく、火星や木星、原始惑星系円盤でも起きているであろう雷までスコープに入れれば、宇宙の強電場で起きる物理現象に新しい視点を与えています。私たちは、世界的にみても強力な日本海沿岸の雷雲を観測対象とし、冬季雷からの放射線の精密観測を行うことで、雷が光核反応を起こすことを世界に先駆けて観測的に発見しました。雷は原子核現象を起こすのです。これまでは電波や可視光で観測されてきた雷を、私たちは市民サイエンスの視点も取り入れた多地点での放射線観測網で捉え直し、雷雲の中でおきる様々な高エネルギー大気現象を解明していきます。いまパラダイム・シフトがおきつつある「雷放電と雷雲の高エネルギー大気物理学」という新しい学術分野を自分たちの手で作り上げます。

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雷放電で発生する光核反応の模式図

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:satellite: 超小型衛星 NinjaSat

あらゆる分野において、科学プロジェクトの巨大化が起きています。この理研白眉研究チームに通底するマインドは “Collective Power of Science” です。これは、単一の超弩級戦艦を作るのではなく、1台1台はシンプルな性能をもつ装置を多数運用することで、1台の巨大装置ではできない科学観測を行うというもので、雷雲の地上観測網もまさにそれです。この発想を、宇宙にも展開したいと考えています。高い感度を実現するには大きな宇宙望遠鏡が必要ですが、最近の技術進展を活用して 6U CubeSat サイズの超小型衛星で宇宙X線観測を実現できる体制に挑戦します。国際宇宙ステーションに2017年に搭載された大面積X線望遠鏡 Neutron star Interior Composition ExploreR (NICER) の望遠鏡と検出器技術などをスピンオフすることで、シンプルな小型X線望遠鏡を実現し、衛星艦隊として運用することで観測ギャップを低減しつつ、広い天体強度に対応できる観測体制を目指します。これは大型衛星とは相補的で、教育と研究の両方を視野に入れたプロジェクトで、現在準備中の「NinjaSat」プロジェクトは2022年度の打ち上げを目指しています。

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超小型X線望遠鏡 NinjaSat (3D CG は株式会社カシカガクさんの製作)

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:moon: 中性子による月水資源の探査

我々が発見した雷での光核反応では中性子が大気中に放出されることが明らかになりました。その検出を目指して、ガンマ線と中性子のパルス波形を弁別可能な新型の中性子モニタの開発を進めています。中性子は水分で散乱されやすい性質を利用すると、この中性子モニタは非接触の水分検出器としても使うことができます。そのため、雷の基礎物理的な研究だけではなく、腐食した配管に貯まる水分の検出に使うなど、今後のインフラの劣化が予想される日本での工的応用も視野に入れて、民間企業・工学研究者との打ち合わせを行っていきます。また、月面探査者(ローバー)に搭載すれば、月面の水資源探査にも活用できると予想され、惑星科学者とのコラボレーションも立ち上げています。

MoMoTarO


:star: 宇宙X線によるマグネターの観測的研究

これまでX線天文学で研究してきた、中性子星やその中でも最も磁場の強い天体「マグネター」で起きている強重力、高密度、強磁場、高速回転、強輻射場などの極限物理の現象の解明に、多波長観測や、新しい解析手法のアプローチを駆使して挑戦します。NICER が日々モニターしているブラックホールや中性子星のデータ解析はもちろんのこと、電波望遠鏡を使ったパルサー観測なども併用して、マグネター進化の解明や、宇宙論的な距離で起きる謎の電波バースト Fast Radio Burst (FRB)の解明、あるいは近傍の恒星フレアが系外惑星に与える影響をお隣さんの恒星系プロキシマ・ケンタウリの高エネルギーモニター観測などを通して挑戦するなども行います。また、超小型衛星では全天で最も明るいX線星「さそり座X-1」をモニターし、その準周期振動の観測から自転周期を長期推定することで、将来に重力波干渉計で期待されている定常重力波の発見に貢献します。

Neutron star


:hatching_chick: オープンサイエンス: 新しい科学の形

単に科学研究の成果を誰もがアクセスできるようにするという狭義の「オープンサイエンス」を超えて、誰もが科学研究に参加できるという広義の「オープンサイエンス」のあり方も模索しています。前職の京都大学では、友人たちと2016年に京都オープンサイエンス勉強会というのを立ち上げ、月に1回のKYOTO オープンサイエンス・ミートアップというイベントを開催してきました。2020年に東京での開催もめざし、今は「オープンサイエンス・ミートアップ」という名前で活動しています。また、オープンサイエンスやシチズンサイエンスを根付かせるために、日本版AAAS設立準備委員会のメンバーとしても活動しています。

京都オープンサイエンス・ワークショップの様子

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:notebook: 研究成果

:tv: プレスリリース

理研白眉チーム前の成果も含みます。

:pushpin: 研究活動

:page_facing_up: 論文

  • 本チームの期間中 (2020年1月以降) に出版された、メンバーが共著の論文リスト
    • 全論文 10本、メンバーが主著の論文 2本、雷雲プロジェクト 3本
  • GROWTH コラボレーションと雷雲プロジェクトによる論文(ADS)
  • NICER Magnetar & Magnetosphere group からの論文(ADS)

:telescope: セミナー記録

京都大学・宇宙線研究室

特別講義

理化学研究所・知の共有ゼミ

理研・玉川高エネルギー宇宙物理研究室と合同で、毎月「知の共有ゼミ」を開催していました。

  • 2023-08-21 :clock1: 藤岡慎介さん (大阪大学 レーザー科学研究所) 「ハイパワーレーザーで生成する非定常・非熱平衡プラズマの科学 -産業、エネルギー、天文学への応用-」 [京都大学物2・談話会のみ]
  • 2023-08-14 :star: Dr. Roland Diehl (MPE and TUM, Garching) " Nuclear gamma rays and cosmic nucleosynthesis"
  • 2023-06-30 :moon: 山下直之さん (Planetary Science Institute) 「宇宙放射線測定による月・惑星探査:元素分布観測及び水資源探査の展望」 (7月分)
  • 2023-06-02 :star: 川中宣太さん (東京都立大) 「活動銀河核の軟X線超過の起源について」
  • 2023-05-25 :star: 稲田知大さん (清華大学・東大宇宙線研究所) 「加速器と宇宙観測のクロスオーバー:暗黒物質と宇宙線研究の新たな展開」
  • 2023-04-28 :star: 山口弘悦さん (宇宙科学研究所)「精密X線分光による共鳴散乱測定」
  • 2023-03-20 :star: 矢田部彰宏さん (元早稲田大学)「中性子星の軟X線偏光に対する真空複屈折の効果と関連する話題」
  • 2023-02-10 :star: 小林翔悟さん(東京理科大学)「X線観測で探る超高光度X線源 (ULX) パルサーの降着描像」
  • 2023-01-30 :star: 衣川智弥さん(東京大学)「宇宙初期天体からの重力波及び連星進化の可能性」
  • 2022-12-16 :star: 仏坂健太さん(東京大学) 「中性子星合体のサイエンス」
  • 2022-11-22 :star: Mason Ng (Massachusetts Institute of Technology), "IXPE Observations of the Neutron Star Low-Mass X-ray Binary 4U 1626-67"
  • 2022-10-11 :star: 五十嵐太一さん (千葉大学) Changing Look 「状態遷移中の活動銀河核の輻射磁気流体シミュレーション」(Radiation MHD Simulations of AGN accretion flows during Changing Look State Transitions.)
  • 2022-09-28 :star: Dr. Ievgen Vovk, "Modern picture of the Intergalactic Magnetic Field search with very-high-energy gamma-ray observations"
  • 2022-08-25 :star: Dr. Satoshi Yamada (RIKEN), "Multiwavelength Study of Galaxy and Supermassive Black Hole Growth in Galaxy Mergers"
  • 2022-07-22 :moon: Dr. Naoki Tsuji (RIKEN), "Highly granular scintillator-strip electromagnetic calorimeter for future Higgs factories"
  • 2022-06-10 (金) :bug: 鹿野豊さん(群馬大学)「量子センサーのモデル生物系への応用〜線虫に対する温度測定を例にして〜」
  • 2022-05-20 (金) :star: Dr. Taiki Kawamuro (RIKEN) X-ray and Millimeter Studies of AGN X-ray-driven Feedback
  • 2022-04-08 (金) :cloud: Prof. Taro Shinoda (Nagoya University) A hypothesis on the mechanism of gamma-ray glow events inferred from a meteorological aspect
  • 2022-03-14 (月) :tv: 高梨宇宙さん (理化学研究所) 「自宅で粒子加速器を自作する」
  • 2022-02-21 (月) :star: 牧島一夫先生 (東京大学) 「マグネターの超強磁場の正体に迫る」
  • 2022-01-30 (月) :star: Prof. Chin-ping Hu (National Changhua University of Education) "Time Series and Time-Frequency Analysis of Astronomical Data"
  • 2021-12-20 (月) :penguin: 一方井裕子さん(金沢大学)「日本における科学への市民参加」
  • 2021-11-18 (木) :cloud: Dr. Yousuke Sato (Hokkaido University) Development of a lightning model for the meteorological simulation
  • 2021-10-12 (火) :star: 吉浦伸太郎さん (国立天文台) 新時代の低周波電波観測-宇宙再電離から暗黒時代の21cm線探査
  • 2021-09-29 (水) :lightning: Dr. Ting Wu (Gifu University) "Strong lightning discharges associated with terrestrial gamma-ray flashes in winter thunderstorms"
  • 2021-08-17 (火) :star:佐藤寿紀さん (立教大学) "超新星最深部での元素合成: X線観測による超新星残骸内の高エントロピー上昇流の発見"
  • 2021-07-12 (月) :watch: 鷲見貴生さん(暫定/国立天文台重力波プロジェクト神岡分室)  "重力波検出器KAGRAと雷による背景事象/Gravitational wave detector KAGRA and background events induced by lightning"
  • 2021-06-22 (火) :satellite:勝田哲さん (埼玉大学) "宇宙X線の大気オカルテーションによる超高層大気密度の計測"
  • 2021-05-19 (水) 11:00-12:00 :star: Dr. Munehito Shoda / 庄田宗人さん "Stellar wind from Sun-like stars: implications for solar wind evolution"
  • 2021-04-14 (水) 11:00-12:00 :lightning: 和田有希さん (理化学研究所) 「実験装置開発のすすめ」
  • 2021-03-02 (火) 11:00-12:00 :star: Dr. Mariko Kimura (RIKEN) "Multi-wavelength study of X-ray binaries and cataclysmic variables - a new window through high-speed observations -"
  • 2021-02-01 (月) 11:00-12:00 :star: Dr. Shota Kisaka (Hiroshima University) "Central engines of Fast Radio Bursts"
  • 2021-01-22 (金) 10:30-12:00 :star: Prof. Zhiyuan Li (School of Astronomy and Space Science, Nanjing University) "An Introduction to the Lobster-Eye X-ray Satellite"
  • 2020-12-16 (水) 11:00-12:00 :star: Dr. Yuta Notsu (University of Colorado Boulder) "Recent observational studies of stellar superflares and their impacts on planets"@Zoom
  • 2020-11-18 (水) 11:00-12:00 :star: Dr. Hideyuki Hotta (Chiba University) "MHD calculations of low-mass stars"@Zoom
  • 2020-10-08 (木) 14:00-15:00 :satellite_antenna: 倉原直美さん (インフォステラ社 CEO) 「衛星ビジネスと衛星通信に関連したサービスの現状」@Zoom
  • 2020-09-15 (火) 11:00-12:00 :moon: 長岡央さん(ISAS/JAXA) 「月の科学と探査」@Zoom
  • 2020-08-20 (木) 14:00-15:30 :satellite: 中平聡志さん(ISAS/JAXA)「MAXI 搭載放射線モニターによる荷電粒子の研究」@Zoom
  • 2020-07-29 (水) 9:30-10:30 :lightning: 加藤陽さん(理化学研究所) "Neutrino Detectors ~from big science to application use~" @ Zoom
  • 2020-06-25 (木) 15:00-16:30 :star: 米田浩基さん(理化学研究所) "Mystery of the strong MeV gamma-ray emission from gamma-ray binary systems magnetic reconnection close to magnetars in binaries?–"" @ Zoom
  • 2020-05-12 (火) 9:30-10:30 :lightning: Gabriel Sousa Dinizさん(理化学研究所) "High Energy Atmospheric Phenomena analysis" @ Zoom
  • 2020-04-16 (木) 13:30-14:30 :star: 川中宣太さん (京都大学) 「ブラックホール降着円盤からのX線放射に関する話題 〜見せてもらおうか、理論家の力とやらを!〜」@ Zoom
  • 2020-03-30 (月) 13:30-14:30 :rocket: 鳥澤勇介さん (京都大学)「生体模倣チップの開発と宇宙への展開 」@ 研究本館435号室 & Zoom
  • 2020-01-28(火) 13:30-14:30 :satellite: 谷津陽一さん (東工大)「超小型衛星による宇宙開発の実態 –成功と挫折の軌跡–」@ RIBF棟203号室

榎戸のキャリアチャート

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