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

2009 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 / X線天文学 / 超新星残骸 / パルサー星雲 / TeVガンマ線天文学 / 磁場

研究概要

最終年度である今年度は、宇宙線加速源候補天体を系統的に調べた。その結果、TeVガンマ線未同定天体の半数以上は現在まで発見されていなかったパルサー星雲であることが分かった。さらに、「すざく」X線天文衛星による低バックグラウンド観測により、パルサー星雲は従来考えられていたより1ケタ以上長い100kyrというタイムスケールで減速することなく膨張し続けることを世界で初めて発見した。これは、パルサー星雲で電子を加速しても数千年でシンクロトロン冷却してしまうという従来の定説を覆す発見である。さらに、シンクロトロン冷却されないということは、パルサー星雲が宇宙線電子・陽電子成分の重要な加速源であることを観測的に示しており、世界で初めての結果である。また、超新星残骸での加速効率がエネルギー収支的にもよいこと、銀河面での宇宙線加速可能性なども示した。また、超新星残骸を有意な宇宙線加速源にするためには、爆発後数百年で加速した陽子を効率よく衝撃波からescapeさせないといけないことも示した。escapeのメカニズムはまだ明らかではないが、2013年度打ち上げ予定の次期X線天文衛星ASTRO-Hで解明できる可能性も示した。
超新星残骸など銀河宇宙線加速源について国内外で多くの招待講演を行ない、日本の成果の普及に努めている。また、海外の天文衛星の観測評価委員なども行なった。広報普及活動も精力的に行ない、宇宙物理学の普及を行なった。

研究成果

• [雑誌論文] Chandra view of pulsar wind nebula tori (2010)
  • 著者名/発表者名: A, Bamba, K.Mori, S.Shibata
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 709 ページ: 507-511
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-Ray Studies of HESS J1809-193 with Suzaku (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Anada, A.Bamba, K.Ebisawa, T.Dotani
  • 雑誌名: Publication of the Astronomical Society of Japan 62 ページ: 179-186
  • 査読あり
• [雑誌論文] A New Candidate of a Cluster of Galaxies, 2XMM J045637.2+522411 (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Yamauchi, M.Ueno, A.Bamba, K.Koyama
  • 雑誌名: Publication of the Astronomical Society of Japan 62 ページ: 219-224
  • 査読あり
• [雑誌論文] Search for Sc-K Line Emission from RX J0852.0-4622 Supernova Remnant with Suzaku" (2009)
  • 著者名/発表者名: J.S.Hiraga, J.S., Y.Kobayashi, T.Tamagawa, A.Hayato, A.Bamba, Y.Terada, R.Petre, H.Katagiri, H.Tsunemi
  • 雑誌名: Publication of the Astronomical Society of Japan 61 ページ: 275-281
  • 査読あり
• [雑誌論文] Particle Propagation in the Galactic Center and Spatial Distribution of Non-Thermal X-rays (2009)
  • 著者名/発表者名: V.Dogiel, D.Chernyshov, T.Yuasa, K-S.Cheng, A.Bamba, H.Inoue, C-M.Ko, M.Kokubun, Y.Maeda, K.Mitsuda, K.Nakazawa, N.Y.Yamasaki
  • 雑誌名: Publication of the Astronomical Society of Japan 61 ページ: 1093-1098
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin of Thermal and Non-Thermal Hard X-ray Emission from the Galactic Center (2009)
  • 著者名/発表者名: V.Dogiel, D.Chernyshov, T.Yuasa, D.Dmitrii, K-S.Cheng, A.Bamba, H.Inoue, C-M.Ko, M.Kokubun, Y.Maeda, K.Mitsuda, K.Nakazawa, N.Y.Yamasaki
  • 雑誌名: Publication of the Astronomical Society of Japan 61 ページ: 1099-1105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin of 6.4keV Line Emission from Molecular Clouds in the Galactic Center (2009)
  • 著者名/発表者名: V.Dogiel, K.S.Cheng, D.Chemyshov, A.Bamba, A.Ichimura, H.Inoue, C.-M, , Ko, M.Kokubun, Y.Maeda, K.Mitsuda, N.Y.Yamasaki
  • 雑誌名: Publication of the Astronomical Society of Japan 61 ページ: 901-907
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measuring the cosmic ray acceleration efficiency of a supernova remnant (2009)
  • 著者名/発表者名: E.A.Helder, J.Vink, C.G.Bassa, A.Bamba, J.A.M.Bleeker, S.Funk, P.Ghavamian, K.J.vander Heyden, F.Verbunt, R.Yamazaki
  • 雑誌名: Science 325 ページ: 719-719
  • 査読あり
• [雑誌論文] The discovery of a pulsar wind nebula around the magnetar candidate AXP 1E1547.0-5408 (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Vink, A.Bamba
  • 雑誌名: Astrophysical Journal Letter 707 ページ: 148-152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suzaku X-Ray Imaging and Spectroscopy of Cassiopeia A (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Maeda, Y.Uchiyama, A.Bamba, H.Kosugi, H.Tsunemi, E.A.Helder, J.Vink, N.Kodaka, Y.Terada, Y.Fukazawa, J.Hiraga, J.P.Hughes, M.Kokubun, T.Kouzu, H.Matsumoto, E.Miyata, R.Nakamura, S.Odaka, K.Someya, T.Tamagawa, K.Tamura, K.Totsuka, Y.Tsuboi, Y.Ezoe, S.S.Holt, M.Ishida, T.Kamae, R.Petre, T.Takahashi
  • 雑誌名: Publication of the Astronomical Society of Japan 61 ページ: 1217-1228
  • 査読あり
• [学会発表] 「すざく」による超新星残骸RCW 86南西部の詳細観測-加速現場は順行衝撃波か逆行衝撃波か?- (2010)
  • 著者名/発表者名: 馬場彩
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
  • 発表場所: 広島、日本
  • 年月日: 20100300
• [学会発表] X-ray measurement of particle injection and escape from SNR shocks (2010)
  • 著者名/発表者名: Aya Bamba
  • 学会等名: Exploring Supernova Remnants and Pulsar Wind Nebulae in X-rays : before and after ASTRO-H
  • 発表場所: Kanagawa, Japan
  • 年月日: 20100200
• [学会発表] Are "dark particle accelerators" really DARK?? (2010)
  • 著者名/発表者名: Aya Bamba
  • 学会等名: GeV to TeV Connection
  • 発表場所: Ringberg, Germany
  • 年月日: 20100100
• [学会発表] ASTRO-Hでみる超新星残骸-宇宙線加速と元素合成の観点から- (2009)
  • 著者名/発表者名: 馬場彩
  • 学会等名: 第22回理論懇シンポジウム「2010年代の理論天文学」
  • 発表場所: 名古屋、日本
  • 年月日: 20091200
• [学会発表] High energy aspects of SNRs (2009)
  • 著者名/発表者名: Aya Bamba
  • 学会等名: X-RAY ASTRONOMY 2009 : PRESENT STATUS, MULTI-WAVELENGTH APPROACH AND FUTURE PERSPECTIVES
  • 発表場所: Bologna, Italy
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] Suzaku results on Supernova Remnants (2009)
  • 著者名/発表者名: Aya Bamba
  • 学会等名: Nonlinear Processes in Astrophysical Plasmas : Particle Acceleration, Magnetic Field Amplification, and Radiation Signatures
  • 発表場所: Santa Barbara, US.
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] Chandraによるパルサー星雲torusの観測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 馬場彩
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
  • 発表場所: 山口、日本
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] Suzaku observations of TeV Galactic sources (2009)
  • 著者名/発表者名: Aya Bamba
  • 学会等名: The Energetic Cosmos : from Suzaku to Astro-H
  • 発表場所: Otaru, Hokkaido, Japan
  • 年月日: 20090700
• [学会発表] Chandra View of Pulsar Wind Nebula Tori (2009)
  • 著者名/発表者名: Aya Bamba
  • 学会等名: Supernova Remnants and Pulsar Wind Nebulae in the Chandra Era
  • 発表場所: Boston, US
  • 年月日: 20090700