超新星残骸X線データの新解析手法で迫る超新星親星・爆発機構の包括的研究

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星が死の際に爆発する「超新星爆発」は宇宙空間に重元素を供給し化学進化の主役を担う、宇宙の多様性の源である。また、Ia型超新星爆発は標準光源として宇宙論で広く用いられている。しかし、その爆発頻度や爆発機構は明らかではない。超新星残骸はその衝撃波が爆発噴出物を数千万度にまで温め、膨張によりドップラー偏移した特性X線を放射する。我々はドップラー偏移を利用し、爆発型を特定して宇宙化学進化の理解につなげる研究を続けている。本年度は、特に超新星残骸の膨張と衝撃波での宇宙線加速の関係についての研究を掘り下げた。衝撃波での宇宙線加速効率は、何もない空間で減速のない衝撃波の方が良いのか星周物質とぶつかり乱流磁場が増幅された衝撃波の方が良いのかは議論が続いている。また逆に超新星残骸星周環境を知るうえで宇宙線からの放射が重要になる。我々はKeplerの超新星残骸衝撃波で加速された宇宙線電子からのシンクロトロン放射を詳しく調べ、北部の星周物質と相互作用している領域と、南部の相互作用していない領域では、衝撃波速度と宇宙線最高エネルギーの相関係数に違いがあることを発見した。ここのほかに、古い超新星残骸からの宇宙線の流出、中性子星-中性子星合体で生まれる超重元素を探るために中性子星-中性子星合体残骸の観測可能性の研究、大質量星爆発で生まれるパルサー星雲の進化の研究なども行った。