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本研究は、銀河系における高エネルギー宇宙線の加速源として有力な、GeV エネルギー帯域でガンマ線を強く放射する超新星残骸 (SNR) をターゲットとして、X線観測を用いた宇宙線加速の解明を目的としている。これまでに SNR 3C 391 から発見した加速宇宙線の有力なプローブとなる中性鉄輝線放射について、1編の査読論文として仕上げた。
当該年度は、新たにX線衛星「すざく」を用いて、GeV ガンマ線の強い放射が確認されている SNR Kes 79 から中性鉄輝線と見られる有意な超過放射を発見した。銀河面リッジX線放射バックグランドを正確に評価し、これまでのX線観測では達成できなかった精度でのX線スペクトル解析を可能とした結果である。理論との検証から中性鉄輝線放射は、鉄過剰未電離プラズマからの放射、あるいは周辺分子雲が加速宇宙線に励起された放射であると結論した。また Kes 79 のX線放射が、主に低温と高温の2温度プラズマ放射から形成されていることを新たに発見し、その輝線強度比から重力崩壊型の SNR であることを裏付けた。また、これまでのX線観測で指摘されていた放射よりもさらなる外縁部に、バックグラウンド放射から有意に超過するX線放射を発見した。このX線放射は、Kes 79 中心部の低温プラズマと同じ温度を持つことから、超新星爆発の衝撃波が星周物質を熱化したプラズマの最外殻構造を示していると結論した。
本研究は、SNR におけるX線観測を用いた宇宙線加速現象の解明に、中性鉄輝線をプローブとした手法を提案し初めて実際のデータへと適用したことで、将来的なX線高精度観測への展望を示す重要な意義を持つこととなった。
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