超新星残骸におけるガンマ線と原子雲・分子雲観測による宇宙線加速起原の検証

通过观测超新星遗迹中的伽马射线和原子分子云来验证宇宙射线加速的起源

• 批准号: 13J08861
• 负责人: 吉池 智史
• 金额: $ 1.41万
• 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: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J08861/
• 关键词: 分子雲; ガンマ線; サブミリ波; 宇宙線加速; 超新星残骸; 水素原子

本研究の目的は、銀河系内の宇宙線の加速起原として有力である超新星残骸(SNR)での宇宙線陽子加速を観測的に検証・特定し、さらにSNRの進化と宇宙線陽子加速の描像を解明することである。加速宇宙線陽子は、星間陽子との相互作用によりガンマ線を放射する。そのため、ガンマ線が検出されている複数の年齢数万年のSNRに対し、星間陽子とガンマ線分布の比較解析を適用する。平成26年度では下記のことを遂行した。(1) SNR W28方向の12CO(J=1-0,2-1)輝線観測データ(NANTEN2望遠鏡)の解析を行い、衝撃波相互作用したガスを特定、その分布を明らかにした。相互作用ガスは、広い速度幅と高い輝線強度比を持つ。これは衝撃波相互作用による乱流の卓越（前者）と加熱（後者）の結果と理解できる。同様の特徴を持つガスは、前年度の解析で他のSNR(W44、IC443)でも見つかっている。また、この相互作用ガスは、フィラメント状の分布をしており、電波連続で見られるフィラメント構造と対応することも分かった。(2) SNR W28方向のガンマ線に対応するガス成分の特定を行った。H.E.S.S.チェレンコフ望遠鏡によってW28上に一つ、その周辺で3つのTeVガンマ線ソースが見つかっている。過去の研究で、それぞれに対応するガス成分の存在は示されていたが、分解能・観測グリッドが粗いために正確に抽出出来ていなかった。NANTEN2による12CO輝線データを用いることで、各ガンマ線ソースに対応するガス成分を速度(V)+空間(X,Y)の3次元(X,Y,V)空間でより正確に抽出することができ、それぞれのガンマ線ソースに速度の異なるガス成分があることが分かった。(3) W28のガンマ線起源について、W28上のガンマ線ソースは、(1)で述べた相互作用ガスと良く対応し、このことは、W28での宇宙線陽子加速を支持する結果である。前年度のW44やIC443の結果と合わせ、ガスと衝撃波の相互作用がSNRでの宇宙線陽子の加速と結びついていることを示唆する。

は の purpose, this study within the Milky Way の cosmic ray の speed up the original と し て powerful で あ る supernova remnants (SNR) で の cosmic ray yoko accelerate を に 観 measured 検 certificate, specific し, さ ら に SNR の evolution と cosmic ray yoko accelerate の stroke like を interpret す る こ と で あ る. Accelerate the interaction of cosmic ray and interstellar stellar upons と <s:1> によ によ ガ ガ <s:1> によ the radiation of によ rays する. そ の た め, ガ ン マ line が 検 out さ れ て い る plural の 齢 tens of thousands of years の SNR に し seaborne, star yoko と ガ ン マ line distribution の comparative analytic を applicable す る. In the year Heisei 26, で で, the following is recorded: <s:1> とを とを carried out た. の 12 (1) the SNR W28 direction co (J = 1-0, 2-1) fai line 観 measuring デ ー タ line (NANTEN2 telescope) analytical を の い, strong shock wave interaction し た ガ ス を specific, そ の distribution を Ming ら か に し た. The interaction ガス ガス, the wide ガス velocity amplitude と, the high <s:1> luminosity intensity ratio を holds ガス. Youdaoplaceholder3 れ impact wave interaction による turbulence <s:1> excellence (former) と heating (latter) <s:1> result と understanding で る る る. The same <s:1> feature を holds ガス ガス, <s:1> analysis of the previous year で, his <s:1> SNR(W44, IC443)で を can be seen in で って って る る. ま た, こ の interaction ガ ス は, フ ィ ラ メ ン ト shape distribution を の し て お り, waves even 続 で see ら れ る フ ィ ラ メ ン ト tectonic と 応 seaborne す る こ と も points か っ た. (2) In the direction of SNR W28, the <s:1> ガ <e:1> line に is in a に specific を row った for the 応するガス component. H.E.S.S. チ ェ レ ン コ フ telescope に よ っ て W28 に a つ, そ の weeks 辺 で 3 つ の TeV ガ ン マ line ソ ー ス が see つ か っ て い る. Past の research で, そ れ ぞ れ に 応 seaborne す る ガ ス composition exist の は shown さ れ て い た が, decomposition to · 観 measuring グ リ ッ ド が coarse い た め に に drew out correct て い な か っ た. NANTEN2 に よ る line 12 co fai デ ー タ を with い る こ と で, various ガ ン マ line ソ ー ス に 応 seaborne す る ガ ス composition を speed (V) + (X, Y) の 3 dimensional space (X, Y, V) space で よ り に right out す る こ と が で き, そ れ ぞ れ の ガ ン マ line ソ ー ス に speed の different な る ガ ス composition が あ る こ と が points か っ た . (3) the W28 の ガ ン マ line origin に つ い て, W28 の ガ ン マ line ソ ー ス は, (1) で above べ た interaction ガ ス と good く 応 seaborne し, こ の こ と は, W28 で の cosmic ray yoko accelerate を support す る results で あ る. Before the annual の W44 や IC443 の result と わ せ, ガ ス の と blunt shock wave interaction が SNR で の cosmic ray yoko の accelerate と knot び つ い て い る こ と を in stopping す る.

项目成果

超新星残骸 IC443 の 12,13CO(J =1-0, 2-1) 輝線観測

超新星遗迹IC443 12,13CO(J =1-0, 2-1)发射线观测

• 发表时间: 2014
• 作者: 吉池智史;福田達哉;佐野栄俊;鳥居和史;早川貴敬;山本宏昭;立原研悟;福井康雄;NANTEN2チーム
• 通讯作者: NANTEN2チーム

Mopra望遠鏡による超新星残骸RXJ1713.7-3946の観測

Mopra望远镜观测超新星遗迹RXJ1713.7-3946

• 发表时间: 2013
• 作者: 佐野栄俊;他
• 通讯作者: 他

Non-thermal X-rays and interstellar gas toward the y-ray supernova remnant RX J1713.7-3946 : Evidence for X-ray enhancement around CO and HI clumps The Astrophysical Journal'

非热 X 射线和星际气体朝向 y 射线超新星遗迹 RX J1713.7-3946：CO 和 HI 团块周围 X 射线增强的证据《天体物理学杂志》

• DOI: 10.1088/0004-637x/778/1/59
• 发表时间: 2013
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Sano;H.;et al.
• 通讯作者: et al.

The Neutral Interstellar Gas toward SNR W44 : Candidates for Target Protons in Hadronic γ-Ray Production in a Middle-aged Supernova Remnant

朝向 SNR W44 的中性星际气体：中年超新星遗迹中强子 γ 射线产生的目标质子的候选者

• DOI: 10.1088/0004-637x/768/2/179
• 发表时间: 2013
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Fukui;Y.;et al.;川嶋 嶺;吉池智史
• 通讯作者: 吉池智史

Middle-aged SNRにおける衝撃波相互作用とガンマ線放射

中年 SNR 中的冲击波相互作用和伽马射线发射

• 发表时间: 2014
• 作者: 葛原 昌幸; 工藤 智幸;吉池智史
• 通讯作者: 吉池智史