2011 Fiscal Year Annual Research Report
大規模星団と超新星残骸方向の分子雲とガンマ線との比較
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11J06148
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
古川 尚子 名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Keywords | 宇宙線加速 / ガンマ線 / 分子雲 / HIガス / 超新星残骸 / 大規模星団 |
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| Research Abstract |
1.超新星残骸周囲の分子雲・HIガスとガンマ線の比較
TeVガンマ線超新星残骸(SNR)RCW86に注目して研究を推進した。まず、TeVガンマ線と周囲の分子雲や中性水素(m)ガスとの相関を見るために、RCW86に付随する分子雲とHIガスの探査を行なった。結果、視線速度-36km/sの分子雲と、視線速度-46～-27km/sのHIガスが、RCW86のX線シェルと良い空間的一致を示す事から、RCW86に付随しているものと同定した。次に、同定した分子雲とHIガスから、宇宙線陽子の標的となる陽子の柱密度を求め、TeVガンマ線の強度分布と標的陽子の柱密度分布の空間的相関を調べた。結果、TeVガンマ線の分解能が低いため、両者の間に有意な相関は見られなかったが、TeVガンマ線強度とシェル内部の標的陽子の平均数密度から、宇宙線陽子の総エネルギーを見積もると、典型的な超新星爆発の運動エネルギーの約0.1%の値となり、SNR衝撃波面で加速された宇宙線陽子が、分子雲やHIガス中の陽子と衝突してTeVガンマ線を放射していると説明しても矛盾のない値となった。
2.非等方的超新星爆発によるアーク・ジェット分子雲形成の検証
大規模星団Westerlund2方向のジェット分子雲の形成機構として、宇宙ジェットによる形成を提案している。そこで、共同研究者の千葉大学の朝比奈雄太氏らによって、ジェットと周囲の星間物質の相互作用のシミュレーションが成され、観測結果と照合した。シミュレーションの結果、初期にジェット前方にHIガスの層を置くと、ジェットがHIガス層に突入した後、ジェット側面に低温高密度なHIガスが形成された。我々は、この低温高密度ガスが分子雲の形成に繋がると考えている。また、ジェットの視線方向からの傾斜角を変化させると、面密度分布がアークの形状に似ており、アークも同じ機構で形成された可能性が浮上した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究1においては、計画していたRCW86での宇宙線陽子加速の可能性について追究できたため。研究2においては、計画していた数値シミュレーションとの比較を実施できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究1:RCW86については、次世代の高分解能・高感度ガンマ線望遠鏡CTAの登場を待ち、再度、星間陽子との比較を行う。他のTeVガンマ線SNRについてもRCW86と同様の研究を推進する。
研究2:数値シミュレーションで用いる冷却関数や、初期パラメータ(空間スケールやジェットの物理量など)により観測に近い値を代入し、観測結果との照合作業を継続する。ジェット分子雲方向にも弱いTeVガンマ線放射が発見されており、放射起源を特定し、大規模星団Westerlund2方向で起きている高エネルギー現象を総合的に理解できるよう、研究を推進する。
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