X線連星SS433ジェットによる電波星雲W50の形成とガンマ線放射生成機構の解明

X線連星SS433は、電波星雲W50の中心に位置するマイクロクエーサーである。W50/SS433系には多くの未解決問題があるが、その中の一つに、W50の全体構造の形成にX線連星SS433がどのように関わっているかという問題がある。W50の概形はSS433を中心とするシェル構造とSS433ジェット軸に沿った方向に伸びたear構造となっている。SS433までの距離を5.5kpcとすると、シェルの半径はおおよそ50pc、SS433中心からearの端までのジェットの長さは120pcと推定される。シェルはSS433の母天体であるコンパクト星が超新星爆発をした際に形成された超新星残骸、earは間欠的なジェット噴出で引き伸ばされた構造と考えられている。しかし、推定年齢が10万年未満で、半径50pcの超新星爆発シェルが、シンクロトロン放射で輝く状況は、大きさ、年齢、光度、において単一の超新星爆発で説明するにはエネルギーが大きすぎるという問題がある。我々は、SS433からのジェット噴出が数万年続くと仮定し、水素の再結合による冷却を考慮したジェット噴出の3次元磁気流体シミュレーションを行った。その結果、シェル構造とear構造は、SS433からのジェットのバックフローによって形成できること、ジェットによって圧縮された星間ガスは冷却により中性水素となり全体を取り巻く構造となることがわかった。この結果を擬似観測すると、W50の表面で強い電波放射をすることも示した(大村ら、投稿準備中)。また、分子雲の観測により、ear先端に衝撃波と接触した兆候のある分子雲を発見した(酒見ら2023)。

X線連星SS433は、電波星雲W50の中心に位置するマイクロクエーサーである。W50/SS433系には多くの未解決問題があるが、その中の一つに、W50の全体構造の形成にX線連星SS433がどのように関わっているかという問題がある。W50の概形はSS433を中心とするシェル構造とSS433ジェット軸に沿った方向に伸びたear構造となっている。SS433までの距離を5.5kpcとすると、シェルの半径はおおよそ50pc、SS433中心からearの端までのジェットの長さは120pcと推定される。シェルはSS433の母天体であるコンパクト星が超新星爆発をした際に形成された超新星残骸、earは間欠的なジェット噴出で引き伸ばされた構造と考えられている。しかし、推定年齢が10万年未満で、半径50pcの超新星爆発シェルが、シンクロトロン放射で輝く状況は、大きさ、年齢、光度、において単一の超新星爆発で説明するにはエネルギーが大きすぎるという問題がある。我々は、SS433からのジェット噴出が数万年続くと仮定し、水素の再結合による冷却を考慮したジェット噴出の3次元磁気流体シミュレーションを行った。その結果、シェル構造とear構造は、SS433からのジェットのバックフローによって形成できること、ジェットによって圧縮された星間ガスは冷却により中性水素となり全体を取り巻く構造となることがわかった。この結果を擬似観測すると、W50の表面で強い電波放射をすることも示した(大村ら、投稿準備中)。また、分子雲の観測により、ear先端に衝撃波と接触した兆候のある分子雲を発見した(酒見ら2023)。