超新星残骸からの超高エネルギーガンマ線放射

超新星遗迹的超高能伽马射线发射

基本信息

批准号：
08237203
负责人：
柳田昭平
金额：
$ 0.96万
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：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08237203/
关键词：
SNR shock acceleration inverse Compton effect TeV gamma-rays

项目摘要

10^<14>eV/n以下のエネルギーの宇宙線はSNRで加速生成されていると広く信じられている。これは超新星爆発が、それに伴う衝撃波による粒子加速機構を提供することと、さらに観測されている宇宙線のエネルギー密度を説明できるエネルギーを供給できるほとんど唯一の天体であることに基ずいている。しかしSNRにおいて100TeVものエネルギーを持つ粒子が実際に加速されていることを示す観測的事実は皆無であった。最近になって、超新星残骸SN1006のシェルにおいて、100TeVまでのエネルギーを持つ電子が存在することを示唆するX線が、人工衛星ASCAによって観測された。これは、SNRにおいて、宇宙線の加速が起きていることを直接証明する初めての観測結果である。本研究では、電波からX線領域までのシンクロトロン放射スペクトルの観測と、衝撃波による電子加速理論から推定される電子のエネルギースペクトルとの比較から、SNRにおいて進行する粒子加速の過程を知る上で極めて重要なパラメータが得ることを定式化した。すなわち、更に、加速された高エネルギー電子の逆コンプトン効果によるTeVガンマ線強度の情報を組み合わせることによって、SNRの粒子加速領域の平均の磁場強度、電子のエネルギースペクトルと最大エネルギーが決定できることを示した。この結果は現在印刷中である。さらにごく最近になって、期待されていたSN1006からのTeVガンマ線がCANGAROO実験によって観測された。予備的ではあるが極めて重要なこの観測結果に本研究結果を適用して、平均の磁場強度、電子の最大エネルギーなど、SNR中での粒子加速過程を解明するために重要なパラメータを決定することができた。

人们普遍认为，在SNR中加速并生成，能量低于10^<14> ev/n的宇宙射线。这是基于以下事实：超新星爆炸提供了相关的冲击波颗粒加速机制，并且它们几乎是唯一能够提供能量的天体，可以解释观察到的宇宙射线的能量密度。但是，没有观察到的事实，即SNR中具有多达100 TEV的颗粒实际上是加速的。最近，卫星ASCA观察到了X射线，表明在超新星残留物SN1006的外壳中存在具有高达100TEV的电子。这是第一个直接证明宇宙射线加速度发生在SNR中的观察结果。在这项研究中，我们提出了从无线电波到X射线区域的同步子辐射光谱的观察，并与从电击波引起的电子加速度估计的电子能量谱进行比较，为理解SNR中粒子加速度进展的过程提供了极为重要的参数。换句话说，进一步表明，通过将TEV伽马射线强度的信息结合在一起，由于加速高能电子的逆综合效应，平均磁场强度，电子的能量光谱以及最大能量可以在SNR的粒子加速区域确定。此结果当前正在打印中。最近，Cangaroo实验观察到了SN1006的预期TEV伽马射线。我们将这项研究的发现应用于此初步但极为重要的观察结果，以确定阐明SNR中粒子加速过程的重要参数，例如平均磁场强度和电子的最大能量。