2017 Fiscal Year Annual Research Report
GeVガンマ線観測を基軸とした多波長観測による星間ガスの定量
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17H02866
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
水野 恒史 広島大学, 宇宙科学センター, 准教授 (20403579)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 星間ガス / 多波長観測 / 宇宙線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の主対象である，高銀緯（すなわち近傍）の星間ガス雲の多波長観測では，カメレオン分子雲領域のFermi衛星（GeVガンマ線）およびPlanck衛星・NANTEN2望遠鏡・Parkes GASSサーベイ(電波)を用いた定量化を進めた。最大の特徴はガスの柱密度とダスト放射強度の間の非線形性を露わに扱うようにしたことであり，GeVガンマ線とダスト放射(電波)のコリレーションから有意な非線形成が確認された。この成果は国際会議で発表するとともに，論文化を進め最終段階にある。また強いCO分子輝線の見られない原子雲領域の解析にも取り掛かり，国内外の研究会で発表し議論を深め，論文化を進めている。
加えて，ガンマ線バーストのX線残光を用いた星間ガスの柱密度の測定と銀河面上の宇宙線加速源候補天体の解析も進めた。前者は先行研究に比べイベント数を約2倍と大きく増やし，また星間ガス解析の経験を生かしてPlanck衛星のダスト放射モデルをガスのデータに加えたのが特徴である。銀河面天体では広がったTeVガンマ線放射VER J2019+368のX線フォローアップ観測でパルサー星雲と考えられるX線放射を検出し，輝度分布とスペクトルを精度よく測ることで電子のスペクトル・伝播パラメタに制限を付けることができた。さらに分子雲と相互作用している超新星残骸候補CTB 37AのGeVガンマ線解析も進め，TeVとスペクトルがスムーズにつながらないこと（すなわち陽子加速の兆候）を見出した。これらはいずれも国内外の研究会で発表し，VER J2019+368のX線フォローアップ観測は学術論文として出版した。
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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
研究実績で述べたように，近傍の星間ガスの多波長観測・ガンマ線バーストのX線残光を用いたガス柱密度の評価・銀河面宇宙線加速源候補天体の解析のいずれにおいても観測・解析を進め，それぞれ国内外の研究会で報告をした。このうちVER J2019+368のX線フォローアップ観測は学術論文として出版し，その他のテーマも論文化に取り組んでおり，概ね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の主な観測対象である，高銀緯（すなわち近傍）の星間ガス雲の多波長観測では，カメレオン分子雲領域の解析が論文化の最終段階にあり，これをすみやかに論文化する。加えて強いCO分子輝線の見られない原子雲領域の解析にも取り掛かっており，こちらもH30年度中の論文化を目指す。解析にあたってはより小さい領域に分けた上で，ガンマ線でトレースされる全星間ガスの柱密度とダスト放射の非線形関係(Roy et al. 2013, ApJ 763, 55など)およびダスト温度依存性(Mizuno et al. 2016, ApJ 833, 278など)を詳細に見ており，これらの解析を通じ星間ガス分布の導出と，ダスト放射-ガス柱密度比の較正の方法を確立させていく。合わせて宇宙線強度の議論を行う。
加えて，ガンマ線バーストのX線残光を用いた星間ガスの測定と銀河面上の宇宙線加速源候補天体の解析も進める。前者は先行研究(Willingale et al. 2013, MNRAS 431, 394)に比べイベント数を約2倍(1000程度)と大きく増やし，また星間ガス解析の経験を生かしてPlanck衛星のダスト放射モデルをガスのデータに加えたのが特徴である。高銀緯領域全体を扱うことでガス密度の平均的な性質を調べており，ガンマ線による個々の領域の詳細な解析と相補的になっている。こちらもH30年度中の論文化を目指す。銀河面天体では分子雲と相互作用している超新星残骸候補CTB 37AのGeVガンマ線解析も進め，TeVとスペクトルがスムーズにつながらないこと（すなわち陽子加速の兆候）を見出した。込み入った領域であり系統誤差の評価が簡単ではないが，LATグループメンバの協力を得て論文化の最終段階にあり，すみやかに論文化する。
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