X線輝線の精密分光撮像に基づく天の川銀河中心・銀河面の拡散X線放射の起源解明

• 研究課題/領域番号: 08J00818
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 信川 正順 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 2010年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2009年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2008年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
• キーワード: 銀河中心領域 / 拡散X線放射 / 分子雲 / 中性鉄輝線 / 巨大ブラックホール / 拡散X線 / X線天文学 / 銀河系中心の活動性 / 白色矮星連星系 / 超新星残骸 / X線蛍光輝線

研究概要

我々の太陽系が含まれている天の川銀河の中心領域(以後、銀河中心領域)は多数の天体群が密集する高エネルギー現象の宝庫である。近年のX線観測から銀河中心領域の分子雲から強い中性鉄輝線(中性状態の鉄からの特性X線)が放射されていることが分かってきた。分子雲は高々100ケルビン程度の低温なので、自らX線を放射することはなく、その背後に高エネルギー現象が存在することを示唆する。これまでに私を含め、様々な観測結果から中性鉄輝線を放射するためには、外部からの強いX線によって分子雲が照射され、内部の鉄原子を電離していると考えられている。しかし、これまでに照射天体を決定的に示す観測的証拠は得られていなかった。そこで、私はX線天文衛星「すざく」を用いて、銀河中心の射手座B2領域の観測を行った。2005年の観測データと比較し、2つの分子雲からの中性鉄輝線と連続X線の強度が4年間で相関して減少していることを明らかにした。この観測結果から分子雲を照らすX線照射天体候補は太陽程度の質量の天体では不可能な光度を持っている必要があることを解明し、唯一の候補が太陽の400万倍の質量を持つ銀河中心ブラックホールであることを明らかにした。銀河中心ブラックホールは数100年前に少なくとも100万倍以上の活動性であったことが分かったのである。さらに、私が前年度までにも明らかにしたように銀河中心領域にはこの他にもX線を放射する分子雲が多数存在している。これらのX線放射の起源も巨大ブラックホールの過去のX線フレアである可能性を初めて示した。

研究成果

• [雑誌論文] K-Shell Emission of Neutral Iron Line from Sgr B2 Excited by Subrelat ivistic Protons (2011)
  • 著者名/発表者名: Dogiel, V., Chernyshov, D., Koyama, K., Nobukawa, M., Cheng, K.S.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 63
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suzaku Observations of the Great Annihilator and the Surrounding Diffuse Emissions (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakashima, S., Nobukawa, M., Tsuru, T.G., Koyama, K., Uchiyama, H.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 62 ページ: 971-979
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discovery of the K-shell Lines of Neutral Ar, Ca, Cr, and Mn Atoms from the Galactic Center Region (2010)
  • 著者名/発表者名: Nobukawa, M., Koyama, K., Tsuru, T.G., Ryu, S.G., Tatischeff, V.
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1269 ページ: 154-159
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discovery of K-shell Emission Lines of Neutral Atoms in the Galactic Center Region (2010)
  • 著者名/発表者名: Nobukawa M., Koyama K., Tsuru T., Ryu S., Tatischeff V.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 62, No.2
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Super Bubble Candidate in the Galactic Center and a Local Enhancement G359.77-0.09 (2009)
  • 著者名/発表者名: Mori H., Hyodo Y., Tsuru T., Nobukawa M., Koyama K.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 61, No.4 ページ: 687-695
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-Ray Face-On View of the Sagittarius B Molecular Clouds Observed with Suzaku (2009)
  • 著者名/発表者名: Ryu S., Koyama K., Nobukawa M., Fukuoka R., Tsuru, T.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 61, No.4 ページ: 751-761
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discoveries of 3 K-shell Lines of Iron and a Coherent Pulsation of 593-sec from SAX J1748. 2-2808 (2009)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Nobukawa, et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 61 SP1 ページ: 93-98
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray Emission from the Sagittarius D Region (2009)
  • 著者名/発表者名: Masayoshi Nobukawa, et al.
  • 雑誌名: Advances in Space Research 43 ページ: 1045-1048
  • 査読あり
• [学会発表] Study of X-ray Emission from the Giant Molecular Clouds in the Galactic Center Region (2011)
  • 著者名/発表者名: 信川正順
  • 学会等名: 2010年度GCOEシンポジウム「フロンティア開拓」
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] すざく衛星によるSgr～B2分子雲からのX線放射の時間変動の観測(2) (2010)
  • 著者名/発表者名: 信川正順、劉周強、鶴剛、小山勝二
  • 学会等名: 日本天文学会2010年秋季年会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] Origin of the 6.4keV Line from the Galactic Center Region (2010)
  • 著者名/発表者名: Nobukawa, M., Ryu, S.G., Tsuru, T.G., Koyama, K., Uchiyama, H.
  • 学会等名: Astro-H summer workshop 2010
  • 発表場所: 群馬県利根郡「松乃井」
• [学会発表] Discovery of K-Shell Emission Lines of Neutral Atoms in the Galactic Center Region (2010)
  • 著者名/発表者名: 信川正順
  • 学会等名: 2009年度GCOEシンポジウム対称性の破れと量子現象
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] Discovery of Ka lines of neutral Ar, Ca, Cr, and Mnatoms from the Galactic Center region (2010)
  • 著者名/発表者名: 信川正順
  • 学会等名: Origin of Matter and Evolution of the Galaxies(OMEG10)
  • 発表場所: 大阪大学
• [学会発表] すざく衛星によるSgrB2分子雲からのX線放射の時間変動の観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 信川正順
  • 学会等名: 日本天文学会2010年春季年会
  • 発表場所: 広島大学
• [学会発表] Discovery of Kalpha lines of neutral sulfur, argon, and calcium atoms from the Galactic Center (2009)
  • 著者名/発表者名: 信川正順
  • 学会等名: The Energetic Cosmos : from Suzaku to Astro-H
  • 発表場所: 北海道、小樽
• [学会発表] 銀河中心からの中性輝線放射の謎(2) (2009)
  • 著者名/発表者名: 信川正順
  • 学会等名: 日本天文学会2009年秋季年会
  • 発表場所: 山口大学
• [学会発表] すざく衛星による銀河中心領域のX線星の観測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 信川正順, 他
  • 学会等名: 宇宙科学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究本部
• [学会発表] 銀河中心からの中性輝線の謎 (2009)
  • 著者名/発表者名: 信川正順, 他
  • 学会等名: 日本天文学会2009年春季年会
  • 発表場所: 大阪府立大学
• [学会発表] Suzaku Observation of the Sagittarius D SNR Region (2008)
  • 著者名/発表者名: Nobukawa Masayoshi, et al.
  • 学会等名: Cospar2008
  • 発表場所: Canada Montreal
• [学会発表] SAX J1748.2-2808からの3つの鉄輝線と593秒周期の発見 (2008)
  • 著者名/発表者名: 信川正順, 他
  • 学会等名: 日本天文学会2008年秋季年会
  • 発表場所: 岡山理科大学
• [学会発表] The Hot Plasma in the Galactic Center with Suzaku (2008)
  • 著者名/発表者名: Nobukawa Masayoshi, et al.
  • 学会等名: International Summer School on the Galactic Center 2008
  • 発表場所: 名古屋大学
• [備考]
  • URL: http://www-cr.scphys.kyoto-u.ac.jp/member/nobukawa/work.html