次世代ガンマ線望遠鏡CTAを用いた系内宇宙線加速起源の解明

使用下一代伽马射线望远镜 CTA 阐明系统内宇宙射线加速的起源

• 批准号: 20J21480
• 负责人: 岡 知彦
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J21480/
• 关键词: 宇宙線; 超新星残骸; ガンマ線; 望遠鏡開発

本研究において、天の川銀河系内の超新星残骸が1ペタ電子ボルトまでの宇宙線の生成源であるかを高エネルギーガンマ線観測から探索するため、現行のMAGICガンマ線望遠鏡を用いた天体観測、および、次世代TeVガンマ線天文台CTAの開発を進めた。当該年度は、超新星残骸の最大加速エネルギーの時間発展という点についてより理解を深めるべく、昨年度までに開発し個別天体への適応に成功した粒子スペクトルモデルを、他天体への適応することを試みた。新たに適応した2天体（超新星残骸G106.3+2.7、および、G335.2+0.1）において、そのモデルが適応可能であることを新たに発見し、それらの天体の周辺の高密ガス領域におけるガンマ線放射の起源が、過去に超新星残骸で加速され逃走した宇宙線陽子によるものだと結論づけた。さらに、このモデリング結果は、調査した3つの超新星残骸全てで過去に1ペタ電子ボルトまで宇宙線を加速していたことを示しており、その生成量は地球での当エネルギー帯域の宇宙線測定量と一致することも発見した。これらは、PeVまでの宇宙線起源は超新星残骸であるというパラダイムを強く裏付ける結果となっており、発見から100年間以上たった今なお未解明であった宇宙線起源の解明に重要な進展を与えるものになった。上記の研究と並行して開発を進めた次世代ガンマ線望遠鏡CTAの観測により、さらにそのモデルパラメータに対する強い制限を得られるという示唆も得ている。上記の結果は博士論文として、またその一部はすでに学術論文としてまとめ、公開している。

This study is aimed at exploring the sources of cosmic rays in the Milky Way galaxy, and the development of the current MAGIC line telescope. When the maximum acceleration of the supernova remnant occurs in this year, the maximum acceleration of the supernova remnant occurs in the middle of the time, and the maximum acceleration of the supernova remnant occurs in the middle of the time, the maximum acceleration of the supernova remnant occurs in the middle of the time. New discoveries and conclusions about the origin of radiation and the acceleration of cosmic rays from supernova remnants (G106.3+2.7, G335.2+0.1). The results of this investigation are consistent with those of the measurements of cosmic rays in the Earth's current region. For more than 100 years, the origin of cosmic rays has not been solved. The above research has been carried out in parallel with the development of the next generation of linear telescopes CTA. The results of this paper are as follows:

项目成果

PeV宇宙線起源探査に向けた超新星残骸G106.3+2.7とHB9の観測

观测超新星遗迹G106.3+2.7和HB9探索PeV宇宙线起源

• 发表时间: 2023
• 作者: Shanshan Ouyang;Ronda Robinson;Stuart Kamenetsky;岡 知彦
• 通讯作者: 岡 知彦

Resolving the origin of very-high-energy gamma-ray emission from the PeVatron candidate SNR G106.3+2.7 using MAGIC telescopes

使用 MAGIC 望远镜解析 PeVatron 候选 SNR G106.3 2.7 的极高能伽马射线发射的来源

• 发表时间: 2021
• 作者: Maegochi S.;Ienaga K.;Okuma S.;小林愛恵;河本真夕;Tomohiko Oka
• 通讯作者: Tomohiko Oka

MAGIC observations provide compelling evidence of hadronic multi-TeV emission from the putative PeVatron SNR G106.3+2.7

MAGIC 观测提供了来自假定的 PeVatron SNR G106.3 2.7 强子多 TeV 发射的令人信服的证据

• DOI: 10.1051/0004-6361/202244931
• 发表时间: 2023
• 期刊: Astronomy & Astrophysics
• 影响因子: 6.5
• 作者: MAGIC Collaboration;Abe H.;Abe S.;Acciari V. A.;Agudo I.;Aniello T.;Ansoldi S.;Antonelli L. A.;Arbet Engels A.;Arcaro C.;Artero M.;Asano K.;et al.
• 通讯作者: et al.

超新星残骸HB9 における衝撃波粒子加速の時間発展の測定

测量超新星遗迹 HB9 中冲击波粒子加速度的时间演化

• 发表时间: 2021
• 作者: Takeda;Masahiro; Kushibiki;Kousuke; Hosobata;Takuya; Yamagata;Yutaka; Morita;Shinya; Saiki;Takao; Nakagawa;Keiichi; Ohtake;Yutaka; Motohara;Kentaro; Ozaki;Shinobu; Tsuzuki;Toshihiro; Takahashi;Hidenori; Konishi;Masahiro;岡 知彦
• 通讯作者: 岡 知彦

MAGIC報告81: 系内宇宙線起源候補 SNRG106.3+2.7からの高エネルギーガンマ線放射起源の解明

MAGIC 报告 81：阐明 SNRG106.3+2.7 的高能伽马射线辐射的起源，该辐射是系统中宇宙射线起源的候选者

• 发表时间: 2021
• 作者: Maegochi S.;Ienaga K.;Okuma S.;河本真夕;欧陽珊珊;岡 知彦
• 通讯作者: 岡 知彦