Global 3D MHD simulations of young SNR interacting with molecular clouds

超新星残骸は地球に降り注ぐ宇宙線と呼ばれる高エネルギー粒子(核子と電子)の加速器であると考えられているが、理論的にも観測的にもまだ十分に検証されているわけではない。本研究では、現実的な星間物質の構造を考慮することで宇宙線の加速器である超新星残骸の進化に関する研究を行った。星間媒質は遷音速の乱流状態にあることから、コルモゴロフスペクトルを持つ密度揺らぎを超新星による爆風が伝播する媒質として設定した。超新星残骸の膨張はX線の輝線放射の線幅の広がりから観測的に測定することが可能であるが、近年のX線観測の結果は、その膨張速度の動径構造が一様な星間媒質を衝撃波が膨張した時のそれとは異なっていることを示していた。昨年度までの研究によって、非一様な星間媒質から形成される超新星残骸のシミュレーションは実行済みであるので、そのデータを用いてX線の擬似観測を行った。その結果、密度の非一様性と衝撃波の相互作用によって発生する乱流が、超新星残骸からのX線放射構造に影響を与え、観測と無矛盾なX線放射線幅の動径構造が再現されることが明らかとなった。この成果と昨年度の成果は、合わせて査読付き欧文誌である Astronomy & Astrophysics に投稿し、受理、出版されることとなった。

超新星残骸は地球に降り注ぐ宇宙線と呼ばれる高エネルギー粒子(核子と電子)の加速器であると考えられているが、理論的にも観測的にもまだ十分に検証されているわけではない。本研究では、現実的な星間物質の構造を考慮することで宇宙線の加速器である超新星残骸の進化に関する研究を行った。星間媒質は遷音速の乱流状態にあることから、コルモゴロフスペクトルを持つ密度揺らぎを超新星による爆風が伝播する媒質として設定した。超新星残骸の膨張はX線の輝線放射の線幅の広がりから観測的に測定することが可能であるが、近年のX線観測の結果は、その膨張速度の動径構造が一様な星間媒質を衝撃波が膨張した時のそれとは異なっていることを示していた。昨年度までの研究によって、非一様な星間媒質から形成される超新星残骸のシミュレーションは実行済みであるので、そのデータを用いてX線の擬似観測を行った。その結果、密度の非一様性と衝撃波の相互作用によって発生する乱流が、超新星残骸からのX線放射構造に影響を与え、観測と無矛盾なX線放射線幅の動径構造が再現されることが明らかとなった。この成果と昨年度の成果は、合わせて査読付き欧文誌である Astronomy & Astrophysics に投稿し、受理、出版されることとなった。