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2015 年度 実績報告書

分散分光器とカロリメータを用いた超新星残骸のX線精密分光学の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 25800119
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

勝田 哲  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 宇宙航空プロジェクト研究員 (50611034)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード超新星残骸 / X線精密分光
研究実績の概要

シンクロトロンX線放射が卓越する超新星残骸RX J1713.7-3946から、初めて熱的X線放射を検出した。そのスペクトル解析により、元素組成比をNe/Fe > 20, Mg/Fe > 40 倍太陽組成比と導き、熱放射の起源が親星の破片と結論した。測定した組成比から、親星の質量を太陽質量の20倍以下と推定することに成功した。

X線精密分光から派生し、可視光や極端紫外線帯域での高分散分光観測にも手を広げた。可視光観測では、「すばる」HDSを用い、白鳥座ループ超新星残骸を縁取る淡いバルマーフィラメントに対して、Hα long slit分光観測を実施した。スリット長軸を衝撃波面に垂直に設置することで、衝撃波面からの距離の関数として様々な物理量の変化を調べた。その結果、衝撃波の前後でHα輝線の存在を確認した。興味深いことに、H-alpha輝線プロファイルは、衝撃波前面では細く(29 km/s)、衝撃波面で急激に(「すばる」の空間分解能 ~4e15 cm @540pc 以下の狭い領域内で)、33 km/s まで太くなることを発見した。我々は、この幅増大が、宇宙線プリカーサー内のアルベン波減衰に伴う加熱によって引き起こされている可能性が高いことを突き止めた。本成果を突破口に、観測宇宙線加速メカニズムに迫れる感触を得たので、さらに踏み込んで議論するため、同一天体の他の領域および他の天体の観測も提案した。他方、極端紫外線衛星「ひさき」を用い、ケプラー超新星残骸の分散分光観測も実施した。

本研究期間全体を通し、白鳥座ループ、パピスA、ケプラー、0509-67.5超新星残骸に対して、XMM-Newton RGSによるX線精密分光に成功した。その緻密なデータ解析により、多岐にわたる成果を上げ、査読付論文5編、国際会議での招待講演5件、国内外の学会や研究会における口頭・ポスター発表6件、国内のセミナー4件などで公表した。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Spatially-Resolved Spectroscopy of a Balmer-Dominated Shock in the Cygnus Loop: An Extremely Thin Cosmic-Ray Precursor?2016

    • 著者名/発表者名
      Katsuda, Satoru and Maeda, Keiichi and Ohira, Yutaka and Yatsu, Yoichi and Mori, Koji and Aoki, Wako and Morihana, Kumiko and Raymond, John C. and Ghavamian, Parviz and Lee, Jae-Joon and Shimoda, Jiro and Yamazaki, Ryo
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 819 ページ: 1-6

    • DOI

      10.3847/2041-8205/819/2/L32

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Kepler's Supernova: An Overluminous Type Ia Event Interacting with a Massive Circumstellar Medium at a Very Late2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuda, Satoru and Mori, Koji and Maeda, Keiichi and Tanaka, Masaomi and Koyama, Katsuji and Tsunemi, Hiroshi and Nakajima, Hiroshi and Maeda, Yoshitomo and Ozaki, Masanobu and Petre, Robert
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 808 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1088/0004-637X/808/1/49

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evidence for Thermal X-Ray Line Emission From the Synchcrotron-Dominated Supernova Remnant RX J1713.7-39462015

    • 著者名/発表者名
      Katsuda, Satoru and Acero, Fabio and Tominaga, Nozomu and et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 814 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1088/0004-637X/814/1/29

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Cygnus Loop衝撃波プリカーサーのHa高分散分光・空間分離観測2016

    • 著者名/発表者名
      勝田 哲 ほか
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2016-03-14 – 2016-03-17
  • [学会発表] 超新星残骸のX線観測で探る元素合成2016

    • 著者名/発表者名
      勝田 哲
    • 学会等名
      宇核連研究会
    • 発表場所
      国立天文台三鷹キャンパス
    • 年月日
      2016-02-22 – 2016-02-24
    • 招待講演
  • [学会発表] ASTRO-H Observations of the Cygnus Loop – Opening New Fields in SNRs –2015

    • 著者名/発表者名
      Satoru Katsuda
    • 学会等名
      ASTRO-H SWG meeting
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2015-07-29 – 2015-07-30
    • 国際学会
  • [学会発表] Identifying subclasses of young Type Ia supernova remnants by X-ray observations2015

    • 著者名/発表者名
      Satoru Katsuda ほか
    • 学会等名
      14th Marcel Grossmann Meeting
    • 発表場所
      University of Rome
    • 年月日
      2015-07-12 – 2015-07-18
    • 国際学会
  • [学会発表] High-resolution X-Ray Spectroscopy of Supernova Remnants: Current Challenges and Future Prospects2015

    • 著者名/発表者名
      Satoru Katsuda
    • 学会等名
      Japanese-Dutch Bilateral Workshop
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 年月日
      2015-05-25 – 2015-05-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Charge Exchange X-Ray Emission from Supernova Remnants2015

    • 著者名/発表者名
      Satoru Katsuda
    • 学会等名
      Charge Exchange X-Rays in Current & Future Astrophysical Researches
    • 発表場所
      ITAMP (Harvard University)
    • 年月日
      2015-04-13 – 2015-04-16
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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