研究課題
本研究では，大マゼラン雲にある超新星残骸 (SNR) について網羅的な星間分子雲 (CO) および原子雲 (HI) の観測・定量を行い，SNR に付随する星間雲を特定する．さらに特定した星間雲と熱的・非熱的X線放射との比較研究を通して，大マゼラン雲の SNR における衝撃波-星間ガス相互作用と，宇宙線電子の加速機構を明らかにすることが目的である．当該年度は，Mopra 電波望遠鏡を用いて観測した CO データの解析，ならびに付随する分子雲の特定を中心として研究を進めた．以下に具体的な研究実績を示す．(1) 研究対象としてリストした全25個の超新星残骸について，Mopra 電波望遠鏡により得られた CO データの解析を行った．その結果，90% の SNR で 12CO(J=1-0) 輝線を3σ以上の有意度で検出することができた．そのうち少なくとも10天体については，分子雲の空間分布が熱的・非熱的X線シェルによく対応していることがわかった．衝撃波-星間雲相互作用を検証するうえで，重要なサンプルとなる．(2) SNR N132D について，CO J = 3-2/1-0 輝線強度比を用いた解析を行った．結果として，強度比が有意に高い領域が見つかった．衝撃波による分子雲の加熱を示唆している．また，当該領域は非熱的X線強度が強い．衝撃波-星間雲相互作用により，効率よく宇宙線電子が加速されている可能性がある．(3) SNR 複合体 30 Doradus C について，付随する星間雲を特定した．ガンマ線放射強度との比較を通して，SNR で加速された宇宙線電子/陽子の全エネルギーを定量した．また，付随する分子雲のうち１つから放射される陽子起源ガンマ線量を推定し，宇宙線加速理論モデルから導かれるそれと比較した．結果として，次世代ガンマ線望遠鏡 CTA を用いることで，各分子雲から放射される陽子起源ガンマ線が，空間的に分解・検出できることを示した．宇宙線陽子の起源解明につながる成果である．
2: おおむね順調に進展している
本研究では，大マゼラン雲にある25個のSNRに付随する星間雲の特定を行い，衝撃波-星間雲相互作用や宇宙線加速機構の解明を目的としていた．当該年度のうちに，少なくとも10天体については，分子雲が確かに SNR に付随していることを突き止めた．そのうち２天体についてはさらに詳しい解析を行い，衝撃波-星間雲相互作用の証拠や，非熱的X線との密接な関係も明らかになりつつある．成果は申請者が主著の論文として出版済みである (Sano et al. 2017)．以上の点から，当該研究は概ね順調に進展していると判断した．
Mopra 電波望遠鏡を用いて観測した CO データの解析を行うことで，大マゼラン雲の SNR に付随する星間雲の存在が確実なものとなってきた．一方で，現時点での CO データの空間分解能は十分とはいえない (~ 11 pc)．なぜなら SNR と相互作用する分子雲の典型的なサイズは ~ 3 pc 程度であるからだ (Moriguchi et al. 2005)．従って，さらに高空間分解能の CO 観測が欠かせない．すでに電波望遠鏡 ASTE や電波干渉計 ALMA を用いた観測提案が受理されており (申請者が PI, Co-I)，これらのデータを取得および解析する手はずは整っている．また，今後は原子雲についても精査を行う必要がある．銀河系内の SNR の場合，分子雲と同程度の原子雲が付随しているケースがあったためだ (Fukui et al. 2012; Sano et al. 2016)．さらに，X線のスペクトル解析を行い，熱的X線フラックスや，宇宙線電子の最大エネルギーの空間分布を明らかにする必要がある．これを星間雲分布と比較することで，大マゼラン雲の SNR における衝撃波-星間雲相互作用の理解，そして宇宙線電子の加速機構解明を目指す．
次年度使用額が生じた主な要因は，当該年度の外国旅費への支出を削減できたことにある．具体的には，共同研究者からの渡航滞在費のサポートほかを受けられたこと，NANTEN2 電波望遠鏡を用いた観測のための南米チリ共和国への出張を1回削減できたことに起因する．
来年度は，国内外の研究者との密な議論を通して，研究をさらに拡充させていく必要が出てきた．具体的には，X線のスペクトル解析に関わる議論や，大マゼラン雲の SNR における HI データの観測および解析に関わる海外渡航 (西シドニー大学ほか) についてである．これらの旅費として，次年度使用額を充当する計画である．
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すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)
AIP Conference Proceedings
巻: 1792 ページ: 1-6
http://dx.doi.org/10.1063/1.4968942
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