銀河系内のdiffuseガンマ線の起源の研究

星系中弥散伽马射线的起源研究

基本信息

批准号：
07247205
负责人：
吉田龍生
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Ibaraki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07247205/
关键词：
ガンマ線宇宙線源超新星残骸衝撃波粒子加速

项目摘要

銀河系内のdiffuseガンマ線領域は、宇宙線源をtarceしていると考えられ、銀河系内での宇宙線の加速メカニズムをさぐる上で重要な鍵を握っている。超新星残骸で宇宙線が加速されているとう説が有力であるが、ガンマ線衛星CGROは、まだ超新星残骸からガンマ線を検出するには至っていない。しかしながら、未同定のEGRETソースのうち少なくとも二つは超新星残骸γ-CygniやIC443との関連が指摘されている。さらに地上のWhippleやCANGAROOなどのチェレンコフ望遠鏡によって、超新星残骸からのTeV領域の超高エネルギーガンマ線の観測も精力的なされている。これらのガンマ線の観測によって超新星残骸での加速についての情報が得られ、宇宙線の起源の問題に迫ることが可能になりつつある。一方で、本研究中にX線天文衛星ASCAが、超新星残骸SN1006の北東と南西のシェルから非熱的なX線を検出していたことがほぼ確実となった。このX線は高エネルギー電子によるシンクロトロン輻射によるものと考えることができる。磁場の強さを10^<-5>Gと仮定すれば、ほぼ100TeVのエネルギーまで電子が加速されていることになる。そこで我々は、100TeVの高エネルギー電子が存在すれば2.7K宇宙背景輻射の光子をたたきあげる逆コンプトン散乱過程によってTeVガンマを作り出すことができることに着目した。ASCAによって観測されたX線のfluxは2keVから10keVの範囲で、およそ2.6×10^<-11>ergs cm^<-2>s^<-1>である。この値と、逆コンプトン輻射とシンクロトロン輻射のfluxの比が2.7K光子と磁場のエネルギー密度の比に等しいことを使うと、期待できる高エネルギーガンマ線のfluxは、2.6×10^<-12>(B/10^<-5>G)^<-2>ergs cm^<-2>s^<-1>と見積もることができる。チェレンコフ望遠鏡の検出限界が10^<-11>ergs cm^<-2>s^<-1>なので、磁場の強さが5×10^<-6>G以下ならば高エネルギーガンマ線が検出できる可能性がある。今後はこのようにして作られたガンマ線のスペクトルや輝度分布をを調べ、このようなガンマ線のdiffuseガンマ線への寄与を明らかにしたい。

人们认为银河系中的弥漫性伽玛射线区域可粉碎宇宙射线源，并具有探索银河系中宇宙射线加速度机制的重要关键。最有可能的理论是，宇宙射线正在加速超新星残留物，但是伽马射线卫星CGRO尚未达到从超新星残留物中发现伽马射线的。但是，已经指出，至少有两个未识别的乌格莱特源与超新星残留γ-Cygni和IC443有关。此外，TEV地区的Supernova碎片积极监测了Celenkov望远镜（例如Whipple和Cangaroo）。这些伽玛射线观察结果提供了有关超新星碎片加速的信息，从而可以探索宇宙射线起源的问题。同时，几乎可以肯定的是，在这项研究中，X射线天文卫星ASCA检测到超新星残余SN1006的东北和西南壳的非热X射线。由于高能电子的同步辐射，可以考虑到该X射线。假设磁场的强度为10^<-5> g，则电子被加速至约100 TEV的能量。因此，我们集中于这样一个事实，即如果存在100个TEV高能电子，则可以通过逆康普顿散射过程产生TEV伽马，该过程将其锤击为2.7K宇宙背景辐射的光子。 ASCA观察到的X射线的通量从2KeV到10KeV，约为2.6×10^<-11> ERGS CM^<-2> S^<-1>。使用该值以及逆综合子辐射的通量与2.7k光子和磁场的能量密度之比，可以估计，预期的高能伽玛射线通量可为2.6×10^<-12>（b/10^<-5> g）^<-5> g）由于Cherenkov望远镜的检测极限为10^<-11> ERGS CM^<-2> S^<-1>，如果磁场强度低于5×10^<-6> g，则可以检测到高能量γ射线。将来，我们想研究以这种方式创建的伽马射线的光谱和亮度分布，以阐明伽马射线对伽马射线的贡献。