大マゼラン雲の超新星残骸に付随する分子雲と原子雲

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K17664
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 佐野 栄俊 名古屋大学, 高等研究院(理), 特任助教 (50739472)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 電波天文学 / 超新星残骸 / 星間雲 / 大マゼラン雲 / エックス線・ガンマ線

研究実績の概要

本研究の目的は、大マゼラン雲の超新星残骸 (SNR) について星間分子雲 (CO) 及び原子雲 (HI) を精査し、星間雲と熱的・非熱的X線放射との比較を通して、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にある。当該年度は、ALMA 電波干渉計で得られた CO データ (空間分解能 ~0.4 pc) の解析、並びにX線や可視光などのデータとの比較研究を中心に進めた。以下に具体的な研究実績を示す。
（１）SNR N103B の ALMA CO データを解析し、シェル南側に付随する分子雲を特定した。この分子雲は膨張速度 ~5 km/s の膨張構造を示す。また、Hαのノット構造に付随する分子雲クランプも見つかった。これらは SNR 中心から外側に向かって吹き流されたような構造を持つ。この解釈として、N103B は質量降着風により形成された wind-bubble 内で爆発し、今まさに分子雲の wind-cavity と衝撃波が相互作用しているというシナリオを提案した。これは、N103B が single degenerate 起源の Ia 型超新星爆発で形成されたことと矛盾しない (Sano et al. 2018, ApJ, 867, 7)。
（２）SNR N63A の ALMA CO データを解析し、サイズ ~1-2 pc の分子雲塊を11個特定した。これら分子雲塊は、SNR 内にある衝撃波電離起源の可視光星雲に埋め込まれるように分布している。この方向のX線スペクトルは、熱的プラズマ成分に加えて、power-law 成分もしくは高温プラズマ成分でよく再現できる。このことは、衝撃波と分子雲塊の相互作用により、磁場増幅を伴う効率の良い宇宙線電子加速、または衝撃波電離が起きていることを示唆する (Sano et al. 2019, ApJ, 873, 40)。

研究成果

• [国際共同研究] The University of Adelaide/Western Sydney University/University of New South Wales(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: The University of Adelaide/Western Sydney University/University of New South Wales
• [国際共同研究] FAU Erlangen-Nurnberg(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: FAU Erlangen-Nurnberg
• [国際共同研究] CfA(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: CfA
• [雑誌論文] ALMA CO Observations of Supernova Remnant N63A in the Large Magellanic Cloud: Discovery of Dense Molecular Clouds Embedded within Shock-ionized and Photoionized Nebulae (2019)
  • 著者名/発表者名: Sano H., Matsumura H., Nagaya T., Yamane Y., Alsaberi R. Z. E., Filipovi M. D., Tachihara K., Fujii K., Tokuda K., Tsuge K., Yoshiike S., Onishi T., Kawamura A., Minamidani T., Mizuno N., Yamamoto H., Inutsuka S., Inoue T., Maxted N., Rowell G., Sasaki M., Fukui Y.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 873 ページ: 40～53
  • DOI: 10.3847/1538-4357/ab02fd
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Formation of the Active Star-forming Region LHA 120-N 44 Triggered by Tidally Driven Colliding HI Flows (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsuge Kisetsu, Sano Hidetoshi, Tachihara Kengo, Yozin Cameron, Bekki Kenji, Inoue Tsuyoshi, Mizuno Norikazu, Kawamura Akiko, Onishi Toshikazu, Fukui Yasuo
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 871 ページ: 44～63
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aaf4fb
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Connecting the ISM to TeV PWNe and PWN candidates (2019)
  • 著者名/発表者名: Voisin F. J., Rowell G. P., Burton M. G., Fukui Y., Sano H., Aharonian F., Maxted N., Braiding C., Blackwell R., Lau J.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Australia 巻: 36 ページ: 1～29
  • DOI: 10.1017/pasa.2019.7
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular Clouds Associated with the Type Ia SNR N103B in the Large Magellanic Cloud (2018)
  • 著者名/発表者名: Sano H., Yamane Y., Tokuda K., Fujii K., Tsuge K., Nagaya T., Yoshiike S., Filipovic M. D., Alsaberi R. Z. E., Barnes L., Onishi T., Kawamura A., Minamidani T., Mizuno N., Yamamoto H., Tachihara K., Maxted N., Voisin F., Rowell G., Yamaguchi H., Fukui Y.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 867 ページ: 7～16
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aae07c
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] An X-ray expansion and proper motion study of the Magellanic Cloud Supernova Remnant J0509-6731 with the Chandra X-ray observatory (2018)
  • 著者名/発表者名: Roper Quentin、Filipovic Miroslav、Allen Glenn E、Sano Hidetoshi、Park Laurence、Pannuti Thomas G、Sasaki Manami、Haberl Frank、Kavanagh Patrick J、Yamane Yumiko、Yoshiike Satoshi、Fujii Kosuke、Fukui Yasuo、Seitenzahl Ivo R
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 479 ページ: 1800～1806
  • DOI: 10.1093/mnras/sty1196
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] ALMA Observations of Supernova Remnant N49 in the LMC. I. Discovery of CO Clumps Associated with X-Ray and Radio Continuum Shells (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamane Y., Sano H., van Loon J. Th., Filipovic M. D., Fujii K., Tokuda K., Tsuge K., Nagaya T., Yoshiike S., Grieve K., Voisin F., Rowell G., Indebetouw R., Lakicevic M., Temim T., Staveley-Smith L., Rho J., Long K. S., Park S., Seok J., Mizuno N., Kawamura A., Onishi T., Inoue T., Inutsuka S., Tachihara K., Fukui Y.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 863 ページ: 55～69
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aacfff
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A Spatially Resolved Study of X-Ray Properties in Superbubble 30 Dor C with XMM-Newton (2018)
  • 著者名/発表者名: Babazaki Yasunori, Mitsuishi Ikuyuki, Matsumoto Hironori, Sano Hidetoshi, Yamane Yumiko, Yoshiike Satoshi, Fukui Yasuo
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 864 ページ: 12～19
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aad6a1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Searching for an interstellar medium association for HESS J1534-571 (2018)
  • 著者名/発表者名: Maxted, Nigel I., Braiding, C., Wong, G. F., Rowell, G. P., Burton, M. G., Filipovic, M. D., Voisin, F., Urosevic, D., Vukotic, B., Pavlovic, M. Z., Sano, H., Fukui, Y.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 480 ページ: 134～148
  • DOI: 10.1093/mnras/sty1797
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Discovery of Molecular and Atomic Clouds Associated with the Gamma-Ray Supernova Remnant Kesteven 79 (2018)
  • 著者名/発表者名: Kuriki M., Sano H., Kuno N., Seta M., Yamane Y., Inaba T., Nagaya T., Yoshiike S., Okawa K., Tsutsumi D., Hattori Y., Kohno M., Fujita S., Nishimura A., Ohama A., Matsuo M., Tsuda Y., Torii K., Minamidani T., Umemoto T., Rowell G., Bamba A., Tachihara K., Fukui Y.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 864 ページ: 161～170
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aad7be
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A Morphological Study of the Supernova Remnant Rx J0852.0-4622 (Vela Jr.) (2018)
  • 著者名/発表者名: Maxted, Nigel I., Filipovic, M. D., Sano, H., Allen, G. E., Pannuti, T. G., Rowell, G. P., Grech, A., Roper, Q., Wong, G. F., Galvin, T. J., Fukui, Y., Collier, J. D., Crawford, E. J., Grieve, K., Horta, A. D., Manojlovic, P., O'Brien, A.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 866 ページ: 76～84
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aae082
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] ALMA CO studies in the Magellanic supernova remnants (2019)
  • 著者名/発表者名: Sano, H.
  • 学会等名: Star formation with ALMA: Evolution from molecular clouds to protostars
  • 国際学会
• [学会発表] 大マゼラン雲の超新星残骸 N63A に付随する分子雲と電離ガス (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐野栄俊, 長屋拓郎, 山根悠望子, 柘植紀節, 井上剛志, 犬塚修一郎, 立原研悟, 福井康雄, 松村英晃, 藤井浩介, 徳田一起, 他 N63A プロジェクトチーム
  • 学会等名: 日本天文学会2019年春季年会
• [学会発表] ALMA で解き明かす超新星残骸の素顔 (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐野栄俊
  • 学会等名: 天文学講演会 南天にひろがれ宇宙ロマン25「星の爆発が宇宙をつくった」
  • 招待講演
• [学会発表] Interstellar gas associated with the Galactic and Magellanic supernova remnants (2018)
  • 著者名/発表者名: Sano, H.
  • 学会等名: Cherenkov Telescope Array Australia: Consortium Workshop 6
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A star-forming dense cloud core embedded within the brightest gamma-ray SNR RX J1713.7-3946 (2018)
  • 著者名/発表者名: Sano, H. and Fukui, Y.
  • 学会等名: 4th CRISM conference: Cosmic Rays and the InterStellar Medium
  • 国際学会
• [学会発表] Massive cluster formation triggered by tidally-driven colliding HI flows (2018)
  • 著者名/発表者名: Sano, H., K. Tsuge, K. Tachihara & Y. Fukui
  • 学会等名: Gas accretion onto galaxies II
  • 国際学会
• [学会発表] Interstellar gas associated with SNRs: Evidence for cosmic-ray acceleration (2018)
  • 著者名/発表者名: Sano, H.
  • 学会等名: SNR mini workshop
  • 国際学会
• [学会発表] ALMA CO Observations toward the Gamma-ray Supernova Remnants (2018)
  • 著者名/発表者名: Sano, H.
  • 学会等名: SNR Workshop 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Revealing Filamentary CO Structures toward the Gamma-ray Supernova Remnant RX J1713.7-3946 (2018)
  • 著者名/発表者名: Sano, H., Yamane, Y., Inoue, T., S.-i., Inutsuka, K. Tachihara, Y. Fukui
  • 学会等名: Interstellar filament paradigm: On their formation, evolution, and role in star formation
  • 国際学会
• [学会発表] CO studies of Galactic / Magellanic Gamma-ray SNRs using ALMA (2018)
  • 著者名/発表者名: Sano, H.
  • 学会等名: Cherenkov Telescope Array Australia: Consortium Workshop 7
  • 国際学会
• [学会発表] 超新星残骸における宇宙線研究の到達点と展望: 電波天文学の立場から (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐野栄俊
  • 学会等名: 2018年度 第48回 天文・天体物理夏の学校, ロワジールホテル豊橋
  • 招待講演
• [学会発表] 大マゼラン雲の Ia 型超新星残骸 N103B に付随する分子雲の発見 (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐野栄俊, 山根悠望子, 長屋拓郎, 吉池智史, 柘植紀節, 立原研悟, 福井康雄, 藤井浩介, 水野範和, 河村晶子, 徳田一起, 大西利和
  • 学会等名: 日本天文学会2018年秋季年会
• [学会発表] 星間物質の精査と多波長観測を軸とした超新星残骸の探究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐野栄俊
  • 学会等名: 宇宙電波懇談会シンポジウム2018「電波天文学の将来サイエンス」
• [学会・シンポジウム開催] SNR Workshop 2018 (2018)