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2020 年度 実績報告書

電波観測による宇宙ジェット先端領域の磁場構造とフィードバックの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20J13339
研究機関鹿児島大学

研究代表者

酒見 はる香  鹿児島大学, 理工学研究科, プロジェクト研究員

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2022-03-31
キーワード電波天文学
研究実績の概要

本研究課題は天の川銀河系内に存在するX線連星から噴出する宇宙ジェットが持つ磁場構造と、ジェットが周辺環境に対して与える影響を明らかにすることを目的として行われた。ターゲット天体は系内で最も活発に活動するX線連星の1つであるマイクロクエーサーSS433であり、磁場構造解析についてはアメリカ国立電波天文台が運用する電波干渉計VLAで観測されたデータを用いて行われた。特に2.0-4.0 GHzの周波数帯域の観測データについての解析を行なった。観測領域全体をモザイク観測したイメージの偏波解析は前例が少なく、偽のシグナルが混入している可能性があったため、そのようなシグナルの有無の調査を実行した。その結果ほとんど観測イメージに影響がないことを確認した。最終的に得られた偏波観測イメージを用いて磁場構造解析を行なったところ、SS433ジェット先端領域に形成された衝撃波と考えられているフィラメント構造が一続きの一様な構造ではなく複数の構造に分かれること、またそれらに付随する複雑な磁場構造を明らかにした。また一部の構造が非常に高い偏波率を示し、ジェット先端のホットスポットに相当する可能性が高いことを指摘した。
ジェットと周辺の星間物質との相互作用については、SS433を取り囲むように存在している電波星雲W50と、さらにその周辺に存在する中性水素ガスとの空間分布の比較を行なった。その結果、33~55 km/sの速度帯域の中性水素ガスが、W50がある領域でcavity構造を形成していることを確認し、SS433/W50系と関係がある可能性が高いことを示した。さらに同速度帯の分子雲の観測を野辺山45m電波望遠鏡とASTEを用いて行なった。その結果、SS433東側ジェット先端領域に幾つかの分子雲を同定し、さらにその速度構造や密度構造から、SS433ジェットと衝突している可能性が高いことを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

現在までで、当初予定していたVLAの2.0~4.0GHzの観測データと野辺山45m電波望遠鏡、ASTE望遠鏡の観測データの解析は完了しているが、VLAの4.0~8.0GHzの観測データの解析が遅れている。理由として、モザイク観測の偏波解析には偽のシグナルが紛れていないか十分に調査する必要があり、この作業が当初想定していたよりも時間がかかることが明らかになったからである。

今後の研究の推進方策

現在はVLAの2.0~4.0GHzの磁場構造解析の結果と野辺山45m電波望遠鏡、ASTE望遠鏡の観測データ解析結果についての論文執筆作業を進めている。今後は引き続きVLAの4.0~8.0GHzの偏波観測データのイメージクオリティの調査を進めつつ、本研究の発展としてSS433の類似天体である系外の超大光度X線源の観測提案を世界各国の電波望遠鏡で行う予定である。本研究課題で実施した解析を系外の超大光度X線源にも適用し、SS433と同種の天体であるのかどうかを明らかにすることを目指す。また、SS433についてはジェット先端領域以外に分布する星間物質の追観測を行う予定である。近年SS433ジェットの中間領域からガンマ線放射が見つかり、SS433は宇宙線粒子加速源として注目されている。SS433ジェット内で加速された宇宙線陽子がガンマ線放射領域の周辺に存在する星間物質と相互作用してガンマ線を放射している可能性があるため、ガンマ線起源となりうる星間物質を特定しその物理的な特徴を調査することで、新たな観点でジェットが周辺環境に及ぼす影響について明らかにすることができると考えている。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] X-ray hot spots in the eastern ear of the supernova remnant W 50 and the microquasar SS 433 system2022

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Ryota、Yamada Shinya、Suda Hirotaka、Ichinohe Yuto、Higurashi Ryota、Sakemi Haruka、Machida Mami、Ohmura Takumi、Katsuda Satoru、Uchiyama Hideki、Sato Toshiki、Akamatsu Hiroki、Axelsson Magnus
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1093/pasj/psac011

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Continuous Jets and Backflow Models for the Formation of W50/SS 433 in Magnetohydrodynamics Simulations2021

    • 著者名/発表者名
      Ohmura T.、Ono K.、Sakemi H.、Tashima Y.、Omae R.、Machida M.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 910 ページ: 149~149

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abe5a1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy estimation of high-energy particles associated with the SS 433/W 50 system through radio observation at 1.4 GHz2021

    • 著者名/発表者名
      Sakemi Haruka、Omae Rikuto、Ohmura Takumi、Machida Mami
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 73 ページ: 530~544

    • DOI

      10.1093/pasj/psab018

    • 査読あり
  • [学会発表] 電波星雲 W50 東端領域と分子雲との相互作用2022

    • 著者名/発表者名
      酒見はる香, 町田真美, 山本宏昭, 立原研悟
    • 学会等名
      日本天文学会2022年春季年会
  • [学会発表] SS433/W50系の電波連続波観測2021

    • 著者名/発表者名
      酒見はる香
    • 学会等名
      NAOJ Science Workshop W50/SS433研究会
  • [学会発表] SS433ジェットTeVガンマ線領域からの電波放射とHα線との相関2021

    • 著者名/発表者名
      酒見はる香, 永井洋, 町田真美, 赤堀卓也, 大村匠, 赤松弘規, 中西裕之, 藏原昂平
    • 学会等名
      日本天文学会2021年秋季年会
  • [学会発表] Cosmic-ray particle acceleration at the SS433 jet terminal region2021

    • 著者名/発表者名
      H. Sakemi, R. Omae, T. Ohmura, M. Machida
    • 学会等名
      The 9th Microquasar Workshop: Celebrating over 50 years of discovery
    • 国際学会
  • [学会発表] Nobeyama Open-use Highlights III: Study of the jet-ISM interaction based on the12CO, 13CO, and C18O line observation2021

    • 著者名/発表者名
      H. Sakemi, M. Machida, H. Yamamoto, K. Tachihara
    • 学会等名
      ALMA/45m/ASTE Users Meeting 2021
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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