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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

研究課題

研究課題/領域番号 13J08861
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
研究機関名古屋大学

研究代表者

吉池 智史  名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード分子雲 / ガンマ線 / サブミリ波 / 宇宙線加速 / 超新星残骸 / 水素原子
研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] A Detailed Study of Non-thermal X-Ray Properties and Interstellar Gas toward the γ-Ray Supernova Remnant RX J1713.7–39462015

    • 著者名/発表者名
      H.Sano, T.Fukuda, S.Yoshiike, Y.Fukui・・・他18名
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 799 号: 2 ページ: 175-175

    • DOI

      10.1088/0004-637x/799/2/175

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The supernova remnant W44: Confirmations and challenges for cosmic-ray acceleration2014

    • 著者名/発表者名
      M.Cardillo, M.Tavani, S.Yoshiike, H.Sano, T.Fukuda, Y.Fukui・・・他3名
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 565 ページ: A74-A74

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201322685

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Interstellar Protons in the TeV γ-Ray SNR HESS J1731-347: Possible Evidence for the Coexistence of Hadronic and Leptonic γ-Rays2014

    • 著者名/発表者名
      T.Fukuda, S.Yoshiike, H.Sano, K.Torii, H.Yamamoto, F.Acero, Y.Fukui
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 788 号: 1 ページ: 94-94

    • DOI

      10.1088/0004-637x/788/1/94

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Neutral Interstellar Gas toward SNR W44 : Candidates for Target Protons in Hadronic γ-Ray Production in a Middle-aged Supernova Remnant2013

    • 著者名/発表者名
      吉池智史
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 768 号: 2 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1088/0004-637x/768/2/179

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interstellar gas towards CTB 37A and the TeV gamma-ray source HESS J1714-3852013

    • 著者名/発表者名
      Maxted, N. I., et al.
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

      巻: 434 号: 3 ページ: 2188-2201

    • DOI

      10.1093/mnras/stt1159

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dense Gas Towards the RXJ1713.7-3946 Supernova Remnant2013

    • 著者名/発表者名
      Maxted, N. I., et al.
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Australia

      巻: 30 ページ: 55-68

    • DOI

      10.1017/pasa.2013.35

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 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'2013

    • 著者名/発表者名
      Sano, H., et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 778 号: 1 ページ: 59-77

    • DOI

      10.1088/0004-637x/778/1/59

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 超新星残骸 IC443 の 12,13CO(J =1-0, 2-1) 輝線観測2014

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      日本天文学会2014年秋季年会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Middle-aged SNRにおける衝撃波相互作用とガンマ線放射2014

    • 著者名/発表者名
      吉池智史
    • 学会等名
      SNR workshop 2014
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-06-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Mopra 電波望遠鏡によるガンマ線 SNR RX J1713.7-3946の観測2014

    • 著者名/発表者名
      佐野栄俊、福田達哉、吉池智史、桑原利尚、鳥居和史、早川貴敬、山本宏昭、立原研悟、田中孝明、松本浩典、井上剛志、山崎了、犬塚修一郎、河村晶子、水野範和、大西利和、西村淳、水野亮、福井康雄、NANTENチーム
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2014-03-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Mopra 望遠鏡による超新星残骸 RXJ1713.7-3946の観測(II)2014

    • 著者名/発表者名
      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、NANTENチーム、, 他5名
    • 学会等名
      日本天文学会2013年春季年会
    • 発表場所
      国際基督教大楽
    • 年月日
      2014-03-21
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] NANTEN2 observations-NASCO project and Gamma-ray SNRs-2014

    • 著者名/発表者名
      吉池智史、福井康雄、福田達哉、佐野栄俊、鳥居和史、桑原利尚、早川貴敬、山本宏昭、立原研悟、N. M. McClure-Griffiths, Gavin Rowell, 井上剛志, 山崎了, 犬塚修一郎, 田中孝明, 河村晶子, 水野範和, 水野亮, 大西利、NANTEN consortium
    • 学会等名
      The 2014 Nanten2 Consortium Workshop
    • 発表場所
      Seacliff Beach Hotel, オーストラリア
    • 年月日
      2014-02-03
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 超新星残骸 RX JO852.0-4622 における星間ガスとX線放射 II2013

    • 著者名/発表者名
      佐野栄俊、福田達哉、吉池智史、佐藤淳基、桑原利尚、鳥居和史、早川貴敬、山本宏昭、立原研悟、田中孝明、松本浩典、井上剛志、山崎了、犬塚修一郎、福井康雄、他NANTENチーム、, 他5名
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      高知大学
    • 年月日
      2013-09-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Middle-aged SNR における星間ガスと加速宇宙線エネルギー2013

    • 著者名/発表者名
      吉池智史、福田達哉、佐野栄俊、早川貴敬、山本宏昭、立原研悟、福井康雄、鳥居和史、田島 宏康、Bon Chul Koo
    • 学会等名
      日本天文学会2013年秋季年会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2013-09-12
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Mopra 望遠鏡による超新星残骸 RXJ1713.7-3946の観測2013

    • 著者名/発表者名
      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、NANTENチーム、, 他10名
    • 学会等名
      日本天文学会2013年秋季年会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2013-09-12
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] なんてん/NANTEN2による超新星残骸の観測2013

    • 著者名/発表者名
      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、犬塚修一郎、田島 宏康、松本博典、田中孝明、井上剛志、Andrea Giuliani、Ron Chul Koo、, 他 NANTENチーム
    • 学会等名
      ALMA SNR workshop
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 年月日
      2013-05-24
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Molecular clouds observations with NANTEN2-NASCO project and gamma-ray SNRs2013

    • 著者名/発表者名
      吉池智史、福田達哉、佐野栄俊、大浜晶生、鳥居和史、桑原利尚、早川貴敬、奥田武志、山本宏昭、立原研悟、田島宏康、Andrea Giuliani、Bon Chul Koo、福井康雄
    • 学会等名
      11th AGILE Science Workshop "Gamma-Rays and Galactic Cosmic Rays"
    • 発表場所
      A.S.I. (agenzia spaziale italiano)、イタリア
    • 年月日
      2013-05-16
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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