広帯域硬X線を用いた超新星残骸での宇宙線陽子加速源・機構の解明

2008 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07J04014
• 研究機関: 独立行政法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 馬場 彩 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 特別研究員(SPD)
• キーワード: 宇宙線加速 / 超新星残骸 / 分子雲 / X線 / ガンマ線 / パルサー星雲

研究概要

本年度、我々は多くのTeV未同定天体を、X線天文衛星「すざく」で追観測した。その結果、超新星残骸やパルサー星雲などを同定した。特に興味深い天体であるHESS J1745-303では、中性鉄輝線を発見した。これは、TeV未同定天体の位置に、冷たく密度の高い物質、つまり分子雲がいることを示唆する。分子雲からの放射起源は、近傍の超新星残骸で加速された陽子である可能性が高い。つまり、我々は世界で初めて陽子の加速現場を捉えた可能性がある。理論的他波長モデルの検討も行い、存在する加速陽子の最高エネルギーや総エネルギー密度も求めた。
現在までに見つかったTeV未同定天体の2割は、パルサー星雲の可能性が疑われている。我々はこれらのX線観測データをすべて集め、系統的な解析を行なった。その結果、パルサー星雲と思われる拡がったX線放射を発見した。詳しく調べたところ、TeV未同定天体として発見されたパルサー星雲候補は、パルサーのキック速度などさまざまなパラメータ空間で、普通のパルサー星雲と変わりがないことを発見した。これは、今まで特殊な天体だと思われていたTeV未同定天体が、実は近くにいた普遍的な天体だったことを示している。さらに、これらの天体の拡がりとパルサーの年齢の関係を調べると、パルサーが100kyrという高齢になるまでX線放射領域は大きくなり続けることが分かった。これは、従来考えられていたパルサー星雲モデルでは説明できない。パルサーが年をとったとき、パルサー風や磁場乱流度が変わるのではないかということを示唆している。
その他にも、白色矮星での宇宙線加速可能性、超新星残骸衝撃波面での加速効率の測定などで新たな知見を得た。後者では、COSPAR若手賞も獲得した。また、2013年打ち上げ予定の次世代X線天文衛星計画Astro-Hにも携わり、機器開発を行なっている。

研究成果

• [雑誌論文] Energy-Scale Calibration of the Suzaku X-Ray Imaging Spectrometer Using the Checker Flag Charge Injection Technique in Orbit (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Ozawa, H. Uchiyama, H. Matsumoto, H. Nakajima, K. Koyama, T. Tsuru, M. Uchino, H. Uchida, K. Hayashida, H. Tsunemi, H. Mori, A. Bamba, M. Ozaki, T. Dotani, T. Kohmura, Y. Ishisaki, H. Murakami, T. Kato, T. Kitazono, Y. Kimura, K. Ogawa, S. Kawai, K. Mori, G. Prigozhin, S. Kissel, E. Miller, B. LaMarr, M. Bautz
  • 雑誌名: Publication of Astronomy Society of Japan 61 ページ: S1-S7
  • 査読あり
• [雑誌論文] New CTI Correction Method for Spaced-Row Charge Injection of the Suzaku X-Ray Imaging Spectrometer (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Uchiyama, M. Ozawa, H. Matsumoto, T. G. Tsuru, K. Koyama, M. Kimura, H. Uchida, H. Nakajima, K. Hayashida, H. Tsunemi, H. Mori, A. Bamba, M. Ozaki, T. Dotani, D. Takei, H. Murakami, K. Mori, Y. Ishisaki, T. Kohmura, G. Prigozhin, S. Kissel, E. D. Miller, B. LaMarr, M. Bauz
  • 雑誌名: Publication of Astronomy Society of Japan 61 ページ: S9-S15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modeling and Reproducibility of Suzaku HXD PIN/GSO Background (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Fukazawa, T. Mizuno, S. Watanabe, M. Kokubun, H. Takahashi, N. Kawano, S. Nishino, M. Sasada, H. Shirai, T. Takahashi, Y. Umeki, T. Yamasaki, T. Yasuda, A. Bamba, M. Ohno, T. Takahashi, M. Ushio, T. Enoto, T. Kitaguchi, K. Makishima, K. Nakazawa, Y. Uehara, S. Yamada, T. Yuasa, N. Isobe, M. Kawaharada, T. Tanaka, M. S. Tashiro, Y. Terada, K. Yamaoka
  • 雑誌名: Publication of Astronomy Society of Japan 61 ページ: S17-S33
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suzaku Observations of Tycho's Supernova Remnant (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Tamagawa, A. Hayato, S. Nakamura, Y. Terada, A. Bamba, J. S. Hiraga, J. P. Hughes, U. Hwang, J. Kataoka, T. Tanaka, H. Tsunemi, M. Ueno, S. S. Holt, M. Kokubun, E. Miyata, A. Szymkowiak, T. Takahashi, K. Tamura, D. Ueno, K. Makishima
  • 雑誌名: Publication of Astronomy Society of Japan 61 ページ: S167-S174
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suzaku Observation of 30Dor C : A Supernova Remnant with the Largest Non-Thermal Shell (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Yamaguchi, K. Koyama, A. Bamba
  • 雑誌名: Publication of Astronomy Society of Japan 61 ページ: S175-S181
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray studies of HESS J1837-069 with Suzaku and ASCA : a VHE gamma-ray source originated from the pulsar wind nebula (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Anada, K. Ebisawa, T. Dotani, A. Bamba
  • 雑誌名: Publication of Astronomy Society of Japan 61 ページ: S183-S187
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suzaku Observation of HESS J1825-137 : Discovery of Largely-Extended X-rays near from PSR J1826-1334 (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Uchiyama, H., H. Matsumoto, H., T. G. Tsuru, K. Koyama, A. Bamba
  • 雑誌名: Publication of Astronomy Society of Japan 61 ページ: S189-S196
  • 査読あり
• [雑誌論文] R. Nakamura, A. Bamba, M. Ishida, H. Nakajima, R. Yamazaki, Y. Terada, G. Puehlhofer, S. J. Wagner (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Nakamura, A. Bamba, M. Ishida, H. Nakajima, R. Yamazaki, Y. Terada, G. Puehlhofer, S. J. Wagner
  • 雑誌名: Publication of Astronomy Society of Japan 61 ページ: S197-S207
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray Observation of Very High Energy Gamma-ray Source, HESS J1745-303, with Suzaku (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Bamba, R. Yamazaki, K. Kohri, H. Matsumoto, S. Wagner, G. Puelhofer, K. Kosack
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 691 ページ: 1854-1861
  • 査読あり
• [雑誌論文] DOPPLER-BROADENED IRON X-RAY LINES FROM TYCHO'S SUPERNOVA REMNANT (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Furuzawa, D. Ueno, A. Hayato, M. Ozawa, T, Tamagawa, A. Bamba, J. P. Hughes, H. Kunieda, K. Makishima, S. S. Holt, U. Hwang, K. Kinugasa, R. Petre, K. Tamura, H. Tsunemi. S. Yamauchi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 693 ページ: L61-L65
  • 査読あり
• [雑誌論文] uzaku Discovery of Hard X-Ray Pulsations from a Rotating Magnetized White Dwarf, AEAquarii (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Terada, T. Hayashi, M. Ishida, K. Mukai, T. Dotani, S. Okada, R. Nakamura, S. Naik, A. Bamba, K. Makishima
  • 雑誌名: Publication of Astronomy Society of Japan 60 ページ: 387-397
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of Nonthermal Emission from SNR RX J1713.7-3946 with Suzaku (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Tanaka, Y. Uchiyama, F. A. Aharonian, T. Takahashi, A. Bamba, J. S. Hiraga, J. Kataoka, T. Kishishita, M. Kokubun, K. Mori, K. Nakazawa, R. Petra, H. Tashima, S. Watanabe
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 685 ページ: 988-1004
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-Ray Emission from Supernova Remnants Observed in the ASCA Galactic Plane Survey (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Yamauchi, M. Ueno, K. Koyama, A. Bamba
  • 雑誌名: Publication of Astronomy Society of Japan 60 ページ: 1143-1150
  • 査読あり