Measurement of Total Energy in Accelerated Particles and Solution to Injection Problem in Supernova Remnants

加速粒子总能量的测量及超新星遗迹注入问题的解决

• 批准号: 19H01936
• 负责人: 田中 孝明
• 金额: $ 8.24万
• 依托单位: Konan University (2021-2023)Kyoto University (2019-2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H01936/
• 关键词: 宇宙線; 超新星残骸; 粒子加速; X線天文学; ガンマ線天文学; 宇宙線加速; X線天文; X線

超新星残骸では爆発噴出物が星間空間の音速を超える速度で広がるため衝撃波が形成される。そこでは、衝撃波加速機構により粒子が加速され、宇宙線が生成されていると理論的に予測されており、また、近年の観測により、実際にその証拠が得られつつある。これまで、観測から得られている情報は、比較的エネルギーの高い相対論的粒子の情報に限定されていた。本研究では、衝撃波で加速されたばかりの、より低いエネルギーを持つ準相対論的粒子に注目し、そのような粒子からの放射を探査し、個々の超新星残骸が加速している宇宙線の総量や、粒子が衝撃波加速に注入される過程を明らかにすることを目的とする。本年も前年度までに引き続き、X線天文衛星のデータを用いて、準相対論的粒子が放射する中性鉄輝線と非熱的聖堂補瀉の探査を実施した。結果として、検出には成功しなかったものの、シンクロトロン放射成分や熱的放射成分について、成果を得ることができ、それらを論文としてまとめ、出版した。また、これまでに得られている成果を、国際会議 (招待講演) や、日本天文学会にて、発表した。今後の中性鉄輝線探査に向けては打ち上げを控えたXRISM衛星による観測で得られる成果について見積もりを進め、観測計画の立案を行った。非熱的制動放射については10 keVを超える硬X線帯域の高感度観測が必須である。本研究によって既存のNuSTAR衛星では感度が不足していることが判明しており、今年度はNuSTAR衛星を超える感度を実現するためのセンサ開発に向けた準備を行った。

Supernova debris explodes and ejecta form shock waves at supersonic speeds in interplanetary space. The acceleration mechanism of shock wave is related to particle acceleration, cosmic ray generation, theoretical prediction, recent measurement, and practical evidence. The information obtained from the measurement is limited to the information obtained from the particle in the high correlation with the comparison. This study focuses on the acceleration of shock waves, the detection of particle emission, the acceleration of supernova remnants, the accumulation of cosmic rays, and the acceleration of particle injection in quasi-phase theory. This year's research into the use of X-ray astronomical satellites, quasi-phase-related particles, neutral iron rays and non-thermal radiation has been carried out. The results show that the success of the study is due to the radiation component of the heat, the results are due to the radiation component of the heat, and the papers are published. International conferences (guest lectures), Japan Astronomical Society (JAS), and presentations In the future, the neutral iron ray exploration will be carried out in the direction of the control of XRISM satellites. Non-thermal brake emissions are required for high sensitivity measurements in the hard X-ray band at 10 keV. This study identifies the lack of sensitivity of existing NuSTAR satellites and the preparation of NuSTAR satellites for development.

项目成果

Max-Planck-Institut fuer Kernphysik(ドイツ)

马克斯普朗克核物理学研究所（德国）

Recent X-ray Observations of Ia Supernova Remnants and Their Implications for Progenitor Systems

最近 Ia 超新星遗迹的 X 射线观测及其对祖系统的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Okuno Tomoyuki;Tanaka Takaaki;Uchida Hiroyuki;Aharonian Felix A.;Uchiyama Yasunobu;Tsuru Takeshi Go;Matsuda Masamune;Takaaki Tanaka;Takaaki Tanaka
• 通讯作者: Takaaki Tanaka

NASA's Goddard Space Flight Center(米国)

NASA 戈达德太空飞行中心（美国）

Charge Exchange X-Ray Emission Detected in Multiple Shells of Supernova Remnant G296.1-0.5

在超新星遗迹 G296.1-0.5 的多个壳中检测到电荷交换 X 射线发射

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac738f
• 发表时间: 2022
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Tanaka Yukiko;Uchida Hiroyuki;Tanaka Takaaki;Amano Yuki;Koshiba Yosuke;Go Tsuru Takeshi;Sano Hidetoshi;Fukui Yasuo
• 通讯作者: Fukui Yasuo

Discovery of Year-scale Time Variability from Thermal X-Ray Emission in Tycho’s Supernova Remnant

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac94cf
• 发表时间: 2022-09
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: M. Matsuda;H. Uchida;Takaaki Tanaka;H. Yamaguchi;T. Tsuru