Interstellar gas associated with supernova remnants in the nearby galaxies

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K14758
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 16010:Astronomy-related
• Research Institution: National Astronomical Observatory of Japan (2020-2021); Nagoya University (2019)
• Principal Investigator: Sano Hidetoshi 国立天文台, 科学研究部, 特任助教 (50739472)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 超新星残骸 / 宇宙線 / ALMA / ASTE / エックス線・ガンマ線 / 星間雲 / マゼラン雲 / 電波天文学

Outline of Final Research Achievements

Understanding the acceleration mechanism of cosmic rays is one of the important issues in modern astrophysics. Supernova remnants (SNRs) are thought to be promising sites as sites of cosmic-ray acceleration. We revealed that the SNR shock-cloud interaction plays an important role in understanding the efficient acceleration of cosmic rays in the galactic SNRs. This research project aims to extend the ISM studies to 30 SNRs in the Magellanic Clouds and M33 galaxy, in order to reveal the diversity and universality of the shock-cloud interactions. Our ALMA and ASTE observations revealed the tight relation between the efficient cosmic-ray acceleration and shock-cloud interactions in both the Magellanic and M33 SNRs for the first time.

Free Research Field

電波天文学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

宇宙線の起源やその加速機構の解明は, 天文学100年来の大きな謎であり, 学術的意義が高い. なぜなら宇宙線はその高いエネルギー密度から星間雲内部に深く浸透し, 星間物質の加熱や化学進化を促すため, 銀河進化を考える上で本質的であるからだ. 本研究は,宇宙線加速源として有望視される系外近傍銀河の超新星残骸 (SNR) に着目し, 宇宙線からの高エネルギー放射と周辺環境との関係を明らかにした. 特に, 小マゼラン雲や M33 銀河における当該研究は前例がなく学術的意義は高い. また本研究は, 宇宙線の普遍的な発生機構を示したものであり, 人類の宇宙に対する理解を促進した点で社会的意義も大きい.