2019 Fiscal Year Research-status Report
Interstellar gas associated with supernova remnants in the nearby galaxies
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19K14758
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
佐野 栄俊 名古屋大学, 高等研究院(理), 特任助教 (50739472)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 超新星残骸 / 宇宙線 / ALMA / ASTE / X線・ガンマ線 / 小マゼラン雲 / M33 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、近傍系外銀河のX線超新星残骸における衝撃波-星間雲相互作用の研究を通して、宇宙線電子加速機構の一般的描像の獲得を目的とする。本年度は、Mopra/ASTE/ALMAによって得られたCOデータの解析、並びに付随する分子雲の特定を中心として研究を進めた。主な研究成果は以下の通りである。
[1] 小マゼラン雲の超新星残骸RX J0046.5－7308について、ASTE/ASTEによるCO(J=1-0,3-2)データを解析した。その結果、X線シェルに沿った８個の分子雲を特定した。これらは直径~10-15 pc、質量~1000-3000太陽質量である。これらの分子雲は、CO J=3-2/1-0 強度比の有意な上昇を示すことから、衝撃波加熱された分子雲、すなわち超新星残骸に付随していると考えられる。ASKAPのHIデータも解析したところ、当該分子雲と同じ速度に膨張運動が見られた。これは母天体からの恒星風によるものとみられる。また、X線スペクトル解析により、当該天体は、26000年前に30太陽質量以上の大質量星の重力崩壊型超新星爆発によって形成されたこともわかった。これらの性質は、銀河系内の超新星残骸W28と共通点がある。従って、次世代望遠鏡CTAにより、宇宙線からのガンマ線放射の検出が期待できる可能性が高い。
[2] M33に位置するエックス線超新星残骸M33 SNR 35について、ALMAによるCO観測データを解析した。その結果、X線シェルに沿って分布するフィラメント状分子雲を特定した。速度構造を解析すると、シェルの直径とほぼ等しい膨張運動を見出した。これは、母天体からの恒星風による加速で説明ができる。衝撃波は希薄な恒星風バブル内を進行して宇宙線を加速し、最終的に掃き集められた分子雲の球殻構造に衝突しX線が増光する描像と矛盾しない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、まず近傍系外銀河におけるX線超新星残骸について、付随する星間分子雲(CO)および原子ガス(HI)の特定が欠かせない。その点で本年度は、近傍系外銀河のひとつである小マゼラン雲とM33の超新星残骸に付随する分子雲・原子ガスを世界で初めて特定した点で大きな意義がある。小マゼラン雲の超新星残骸RX J0046.5－7308についての成果は、すでに査読付き論文として、The Astrophysical Journal誌にて受理・出版済みである。また、予想していない発見もあった。同一観測視野内に入っていた巨大分子雲について、２つの異なる紐状分布をもつ分子雲を特定した。これら中心部ではミリ波連続波やHα放射が検出されており、10個内外の大質量星が内包される。詳細な空間分布・速度構造解析の結果、これら２つの紐状分子雲が100万年前に衝突し、その急速な圧縮によって大質量星を形成した可能性が高いことがわかった。衝突した分子雲の質量や密度・速度構造は、天の川銀河で見つかった同種天体とも良く一致している。従って、M33銀河でも、天の川銀河と同様に分子雲同士の衝突が起き、同じように大質量星を形成している可能性が高い。成果はすでに査読付き論文としてPublication of Astronomical Society of Japan誌に受理されている。以上を総合して、当該研究は概ね順調に進展していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はまず、ALMAで観測したM33のX線超新星残骸８天体全てについて、COデータの解析を完遂し、付随する分子雲の特定および速度構造の精査を行う。M33SNR 35のような膨張運動や、分子雲方向でのX線増光などを調べる。また、小マゼラン雲の超新星残骸については、ALMA ACAによる広域掃天観測データが公開されるため、当該領域内にある超新星残骸周辺のCOデータを解析し、付随関係やその物理量などを調べる。これは、X線との比較研究や、超新星残骸における宇宙線加速を探るうえで欠かせないステップである。また、並行して、大マゼラン雲の超新星残骸についても、過去ASTE/ALMAにより得られたCOデータを精査し、X線のスペクトル解析などを遂行する。衝撃波に飲み込まれた分子雲の探索や、非熱的X線・ガンマ線との比較研究を通して、超新星残骸における宇宙線加速について新たな知見をもたらす。
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| Causes of Carryover |
コロナウイルス感染症 (SARS-CoV-2) の流行状況に鑑みて、いくつかの参加もしくは主催を予定してい学会・研究集会が中止となった（例えば日本天文学会2020年春季年会、SNR workshop 2020）。それに伴い確保していた経費が差額として生じた。来年度の遅くとも後半には、世界的なコロナウイルス感染症の流行も治ると予想されるため、これらの経費と翌年度分として請求した助成金を合わせて、学会の参加旅費や、国際研究集会の主催に関わる経費としたい。
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Research Products
(22 results)
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[Journal Article] Discovery of Shocked Molecular Clouds Associated with the Shell-type Supernova Remnant RX J0046.5-7308 in the Small Magellanic Cloud2019
Author(s)
Sano H., Matsumura H., Yamane Y., Maggi P., Fujii K., Tsuge K., Tokuda K., Alsaberi R. Z. E., Filipovic M. D., Maxted N., Rowell G., Uchida H., Tanaka T., Muraoka K., Takekoshi T., Onishi T., Kawamura A., Minamidani T., Mizuno N., Yamamoto H., Tachihara K., Inoue T., Inutsuka S., Voisin F., Tothill N. F. H., et al.
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Journal Title
The Astrophysical Journal
Volume: 881
Pages: 85～96
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Discovery of a pulsar-powered bow shock nebula in the Small Magellanic Cloud supernova remnant DEM S52019
Author(s)
Alsaberi Rami Z E, Maitra C, Filipovic M D, Bozzetto L M, Haberl F, Maggi P, Sasaki M, Manjolovic P, Velovic V, Kavanagh P, Maxted N I, Urosevic D, Rowell G P, Wong G F, For B-Q, O’Brien A N, Galvin T J, Staveley-Smith L, Norris R P, Jarrett T, Kothes R, Luken K J, Hurley-Walker N, Sano H et al.
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Journal Title
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Volume: 486
Pages: 2507～2524
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Radio emission from interstellar shocks: Young type Ia supernova remnants and the case of N 103B in the Large Magellanic Cloud2019
Author(s)
Alsaberi, R. Z. E.、Barnes, L. A.、Filipovic, M. D.、Maxted, N. I.、Sano, H.、Rowell, G.; Bozzetto, L. M.、Gurovich, S.、Urosevic, D.、Onic, D.、For, B. -Q.、Manojlovic, P.、Wong, G.; Galvin, T. J.、Kavanagh, P.、Ralph, N. O.、Crawford, E. J.、Sasaki, M.、Haberl, F.、Maggi, P. Tothill, N. F. H.、Fukui, Y.
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Journal Title
Astrophysics and Space Science
Volume: 364
Pages: 204～219
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] A Supernova Remnant Counterpart for HESS J1832-0852019
Author(s)
Maxted Nigel I.、Filipovic M. D.、Hurley-Walker N.、Bojicic I.、Rowell G. P.、Haberl F.、Ruiter A. J.、Seitenzahl I. R.、Panther F.、Wong G. F.、Braiding C.、Burton M.、Puhlhofer G.、Sano H.、Fukui Y.、Sasaki M.、Tian W.、Su H.、Cui X.、Leahy D.、Hancock P. J.
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Journal Title
The Astrophysical Journal
Volume: 885
Pages: 129～129
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The ASKAP EMU Early Science Project: radio continuum survey of the Small Magellanic Cloud2019
Author(s)
Joseph T D, Filipovic M D, Crawford E J, Bojicic I, Alexander E L, Wong G F, Andernach H, Leverenz H, Norris R P, Alsaberi R Z E, Anderson C, Barnes L A, Bozzetto L M, Bufano F, Bunton J D, Cavallaro F, Collier J D, Denes H, Fukui Y, Galvin T, Haberl F, Ingallinera A, Kapinska A D, Koribalski B S, Sano H et al.
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Journal Title
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Volume: 490
Pages: 1202～1219
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] ALMA view of the molecular clouds associated with the Magellanic SNRs2019
Author(s)
Sano, H., Yamane, Y., Matsumura, H., Tokuda, K., Miroslav, F. F., Rowell, G., Sasaki, M., Tachihara, K., Fukui, Y.
Organizer
Supernova Remnants II: An Odyssey in Space after Stellar death
Int'l Joint Research
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[Presentation] 小マゼラン雲の超新星残骸 RX J0046.5-7308 に付随する分子雲の発見2019
Author(s)
佐野栄俊, 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 RX J0046.5-7308 プロジェクトチーム
Organizer
日本天文学会2019年秋季年会
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[Presentation] ALMA CO Observations toward the Magellanic SNRs and Superbubble2019
Author(s)
Sano, H., Yamane, Y., Matsumura, H., Tokuda, K., Miroslav, F., Rowell, G., Sasaki, M., Tachihara, K., Fukui, Y.
Organizer
ALMA2019: Science Results and Cross-Facility Synergies
Int'l Joint Research
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[Presentation] ALMA and Chandra Studies of the Supernova Remnant N63A in the Large Magellanic Cloud2019
Author(s)
Sano, H., Matsumura, H., Yamane, Y., Tokuda, K., Filipovic, M. D., Rowell, G., Sasaki, M., Plucinsky, P. P., Tachihara, K., and Fukui, Y.
Organizer
20 Years of Chandra Science Symposium
Int'l Joint Research
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[Presentation] ALMA CO Observations of Supernova Remnant N63A in the Large Magellanic Cloud: Discovery of Dense Molecular Clouds Embedded within Shock-ionized and Photoionized Nebulae2019
Author(s)
Sano, H., Matsumura, H., Yamane, Y., Tokuda, K., Filipovic, M. D., Rowell, G., Sasaki, M., Tachihara, K., and Fukui, Y.
Organizer
ALMA/45m/ASTE Users Meeting 2019
