TeVガンマ線超新星残骸における宇宙線粒子加速機構の研究

TeV伽马射线超新星遗迹中宇宙线粒子加速机制研究

• 批准号: 12J10082
• 负责人: 佐野 栄俊
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J10082/
• 关键词: 宇宙線; ガンマ線; 超新星残骸; HESSJ1731-347; RCW86; シンクロトロンX線; 星間ガス; RX J1713.7-3946; Vela Jr.

研究代表者は, 上記の研究課題を遂行するにあたり、研究対象として選定した4つの超新星残骸(SNR ; RXJI713, Vela Jr., HESSJ1731, RCW86)について、星間ガスと高エネルギー放射の関係性を観測的かつ定量的に解明し、宇宙線の加速機構解明に貢献した。当該年度に実施した研究の成果を下記にまとめる.[A]昨年度のうちに陽子起源ガンマ線が確認されたRXJ1713とVela Jr. に続いて, HESSJ1731およびRCW86についても, 同定した全星間ガスとガンマ線分布の比較を行った. 興味深いことに, HESSJ1731では, SNR北部は陽子起源, 南部は電子起源というように, それぞれガンマ線の放射機構が異なることが判明した. 初めてのハイブリッドモデルケースと言える. 北部の陽子起源ガンマ線からは, 宇宙線陽子の加速効率は0.1%であり, 同年齢のSNRでは加速効率も同程度となることを示せた. 宇宙線加速とSNR年齢との関係を探る上でも, 重要な研究成果といえる.[B] RCW86については, ガンマ線の起源解明には至らなかったが, 宇宙線電子加速についての新たな知見を得ることができた. これまで衝撃波による宇宙線加速と周辺星間ガスの加熱/電離は, 衝撃波エネルギーの範囲内で釣り合っていると考えられてきた. この定説を, 星間ガスのデータとX線のエネルギー分布を比較することで, 初めて定量的かっ観測的に示すことができた. この発見は、効率の良い宇宙線加速を理解する上で非常に重要な観測的知見となる. 現在, 申請者が第一著者の論文として投稿準備中である.[C]上記4つのSNRについて, オーストラリアのMopra電波望遠鏡によるCO(J=1-0)輝線を用いた高空館分解能観測を実施した. NANTEN2望遠鏡により取得されたCO(J=2-1)輝線との比較を行うことで物理量を推定したところ, 衝撃波を受けた分子ガス周辺が加熱されていることを突き止めた, 衝撃波相互作用時間が100年程度のSNRでは初めての知見であり, その温度上昇値が小さいことから, かなりの割合の衝撃波エネルギーが宇宙線加速に使われていると推測される. 衝撃波相互作用の解明に向けても大きな前進となった.

Research topics research representatives は, written の を carries out す る に あ た り, research like と seaborne し て selected し た 4 つ の supernova remnants (SNR; RXJI713, Vela Jr., HESSJ1731 RCW86) に つ い て, star ガ ス と high エ ネ ル ギ ー radiation の masato is sexual を か 観 measured つ quantitative に interpret し, cosmic ray の accelerate agencies interpret に contribution し た. When the annual に be applied し の た research under を remember に ま と め る. [A] yesterday annual の う ち に yoko origin ガ ン マ line が confirm さ れ た RXJ1713 と Vela Jr. に 続 い て, HESSJ1731 お よ び RCW86 に つ い て も, with constant し た ガ between all star ス と ガ ン マ line distribution line の is を っ た. Fun deep い こ と に, HESSJ1731 で は, northern SNR は yoko origin, in southern は electronic origin と い う よ う に, そ れ ぞ れ ガ ン マ line の radiation institutions が different な る こ と が.at し た. Early め て の ハ イ ブ リ ッ ド モ デ ル ケ ー ス と said え る. Northern の yoko origin ガ ン マ line か ら は, cosmic ray yoko の accelerate unseen は 0.1% で あ り, in the same year 齢 の SNR で は accelerated rates unseen も with degree と な る こ と を shown せ た. Cosmic ray acceleration と SNR in 齢 と の masato を explore る fasten で も, significant studies な と い え る. [B] RCW86 に つ い て は, ガ ン マ line の origin interpret に は to ら な か っ た が, Cosmic ray electron acceleration に つ い て の new た な knowledge を have る こ と が で き た. こ れ ま で blunt shock wave に よ る ガ between cosmic ray acceleration と weeks 辺 star ス の heating/ionization は, blunt shock wave エ ネ ル ギ ー の van 囲 で fishing り within close っ て い る と exam え ら れ て き た. こ の DingShui を, Star between ガ ス の デ ー タ と X-ray の エ ネ ル ギ ー distribution を compare す る こ と で, early め て quantitative か っ に 観 measured in す こ と が で き た. こ の 発 は, good working rate の い cosmic ray acceleration を understand す る で very important な に 観 measure of knowledge と な る. Now, the applicant が first author が paper と て て preparation for submission である.[C] note 4 <s:1> SNRに て て て オ ー ス ト ラ リ ア の Mopra radio telescope に よ る CO (J = 1-0) xinhui line を with い た upper pavilion decomposition to 観 measuring を be applied し た. NANTEN2 telescope に よ り obtain さ れ た CO (J = 2-1) fai line と の is line を う こ と で quantities を presumption し た と こ ろ, Blunt shock wave を by け た molecular ガ ス weeks 辺 が heating さ れ て い る こ と を tu き check め た, blunt shock wave interaction time が 100 degree の SNR で は early め て の knowledge で あ り, そ の on temperature rise of numerical が small さ い こ と か ら, か な り の cut close の blunt shock wave エ ネ ル ギ ー が cosmic ray acceleration に make わ れ て い る と speculation さ れ る. The impulse wave interaction shows that に moves towards けて な な な となった.

项目成果

Mopra 望遠鏡による超新星残骸 RX J1713.7-3946 の観測 (II)

Mopra望远镜观测超新星遗迹RX J1713.7-3946（二）

• 发表时间: 2014
• 作者: 佐野栄俊;福田達哉;吉池智史;長谷川敬亮;清水茂樹;榎谷玲依;桑原利尚;鳥居和史;早川貴敬;山本宏昭;立原研悟;犬塚修一郎;福井康雄;田中孝明;松本浩典;内山泰伸;井上剛志;山崎了;河村晶子;藤井浩介;水野範和;水野亮;西村淳;大西利和;他NANTENチーム
• 通讯作者: 他NANTENチーム

Mopra電波望遠鏡によるガンマ線SNRRXJ1713.7-3946の観測

用Mopra射电望远镜观测伽马射线SNRRXJ1713.7-3946

• 发表时间: 2014
• 作者: 佐野栄俊;他
• 通讯作者: 他

若いTeVガンマ線超新星残骸における星間ガスとガンマ線・X線放射

年轻 TeV 伽马射线超新星遗迹中的星际气体和伽马射线/X 射线辐射

• 发表时间: 2012
• 作者: 佐野栄俊;他;佐野栄俊;高津英俊;佐野栄俊;片岡美喜・高津英俊・山田伊澄;佐野栄俊;高津 英俊;佐野栄俊
• 通讯作者: 佐野栄俊

Dense gas towards the RXJ1713.7-3946 supernova remnant

致密气体流向 RXJ1713.7-3946 超新星遗迹

• DOI: 10.1063/1.4772245
• 发表时间: 2012
• 期刊: HIGH ENERGY GAMMA-RAY ASTRONOMY : 5th International Meeting on High Energy Gamma-Ray Astronomy. AIP Conference Proceedings
• 作者: Maxted;Nigel I.
• 通讯作者: Nigel I.

Dark gas : a new possible link between low and high-energy phenomena

暗气体：低能和高能现象之间新的可能联系

• DOI: 10.1017/s1743921312009477
• 发表时间: 2012
• 期刊: The Spectral Energy Distribution of Galaxies, Proceedings of the International Astronomical Union, IAU Symposium
• 作者: Nara;T.;森島邦博;鳥居和史
• 通讯作者: 鳥居和史