우주공간에는 초고에너지의 하전입자(우주선)가 날아다니며 끊임없이 지구에 쏟아지고 있다.우주선의 기원은 오랜 수수께끼로 되어 가속 메커니즘에 관해서 다양한 연구가 계속되고 있지만, 전체상은 알 수 없다.
우주선 중에서도 비교적 저에너지 성분은 은하우주선이라 불리며, 우리 은하 내의 초신성 폭발에 의해 생기는 충격파(초신성 잔해 충격파)가 기원이 아닐까 생각되고 있다.우주선은 양성자 등의 원자핵 및 전자로 구성되지만, 특히 우주선 전자의 충격파에서의 가속의 메카니즘에는 페르미 가속이라고 불리는 표준 모델이 존재한다.초기에 빛의 속도와 같은 정도의 속도를 가진 우주선의 「종」이 되는 전자가 있으면, 가속을 자연스럽게 설명할 수 있다고 하는 것이지만, 그 「종」이 도대체 어떻게 만들어지는지는 수수께끼 이었다.
도쿄 대학 대학원 이학계 연구과의 아마노 타카노부 준 교수 등의 그룹은 이 말로 우주선 전자 가속의 「처음의 한 걸음」의 문제에 도전해, 인공 위성이 관측한 지구 근방의 충격파의 데이터를 해석함으로써 , 이 문제의 해결에 크게 다가가는 데 성공했다.본 그룹은 최근 지금까지 무시되어 온 마이크로 충격파의 동역학을 고려한 새로운 전자 가속의 이론 모델을 제창하고 있어 관측 데이터에 의해 이 새로운 모델의 정확성을 실증했다고 한다.그리고, 이 모델을 초신성 잔해 충격파에 적용하면, 전자를 빛의 속도 정도까지 가속할 수 있고, 우주선의 「종」이 되는 입자의 생성을 이론적으로 설명할 수 있는 것을 알았다.
이렇게 해서 우주선 가속의 「처음의 한 걸음」의 메카니즘이 밝혀진 것으로, 향후는 우주선의 「종」의 양, 나아가서는 우주선의 총량을 견적하는 연구를 할 수 있게 된다고 한다.장래적으로는 전자뿐만 아니라 양자 등도 포함한 우주선 가속의 전체상의 이해가 진전될 것으로 기대된다.
