Study of the Galactic Center Activity by Measurement of Dynamics and Plasma Diagnostics with Precise X-ray Spectroscopy

通过精密 X 射线光谱测量动力学和等离子体诊断研究银河系中心活动

• 批准号: 21K03615
• 负责人: 信川 正順
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Nara University of Education
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03615/
• 关键词: X線天文衛星 XRISM; 銀河系中心; 高温プラズマ; 銀河面拡散X線放射; 低エネルギー宇宙線; Sgr A*; 銀河回転; X線精密分光; 銀河系拡散X線

銀河系中心領域には点源に分解されていないX線放射 GCXE が広がっている。本研究課題では次世代X線天文衛星 XRISM の観測を行い、その GCXE の放射成分を分離し、その運動を測定することで起源を明らかにすることを目指す。本研究課題の当初の予定では、XRISM は2022年度(3年計画の2年目)に打ち上げる計画であり、銀河系中心領域の観測が実施予定であった。2023年5月現在、打ち上げロケットの事情により2023年8月以降に延期されている。そのため、XRISM による観測は3年目(2023年度)後半に実施する計画に変更している。研究代表者と分担者は XRISM の開発メンバーであり、打ち上げ後にスムーズに即時データ解析ができる準備を進めた。また、X線天文衛星「すざく」の過去の観測データを用いて、銀河面に広がる拡散X線放射 GRXE の研究を行なった。GRXE は GCXE と同じ起源なのか否かは長く研究が続いているがはっきりしていない。そこで我々の過去の研究成果をもとにした放射スペクトルモデルを用いて、GRXE の起源成分を調査した。その結果、起源候補とされた点源（Active binary, Cataclysmic variable) だけでは全てを説明できず、寄与は30%程度であろうという結論を得た。他の成分は真に広がった高温プラズマである可能性を述べた。GCXE や GRXE に真に広がった高温プラズマがあるならば、超新星爆発などによって生成された可能性がある。つまり超新星残骸の高温プラズマを考える必要がある。そこで、「すざく」の観測データを用いて超新星残骸 W28 の高温プラズマの調査を行った。W28 のプラズマは過電離状態であることが指摘されているが、過電離になる機構は議論が続いている。詳細なスペクトル解析の結果、シンプルな断熱膨張や熱伝導などの電子冷却機構では過電離状態の説明ができないことを明らかにした。さらに周囲との機構や低エネルギー宇宙線による電離促進も考えるべきであることを論じた。

中央星系区域用X射线辐射GCXE散布，该射线辐射无法解决为点源。该研究主题旨在通过观察下一代X射线天文卫星Xrism，将其GCXE的辐射成分分开并测量其运动来阐明其起源。该研究主题的最初计划是XRISM将于2022年（三年计划的第二年）启动，并且计划对中央银河区域进行观察。截至2023年5月，由于发射火箭的情况，它已被推迟至2023年8月。因此，Xrism的观察已更改为在第三年后半叶（2023年）进行的计划。研究人员和另一方是XRISM开发成员，并准备在发布后进行平滑而直接的数据分析。此外，我们对使用X射线天文学卫星的过去观察数据进行了研究，该研究对X射线辐射GRXE进行了研究。 GRXE是否与GCXE的起源相同，已经研究了很长时间，但尚不清楚。因此，我们根据我们先前的研究结果，使用辐射谱模型研究了GRXE的起源。结果，我们得出的结论是，被认为是候选人起源的点源（主动二进制，灾难性变量）无法解释一切，贡献将约为30％。他说，其他组件可以真正传播高温等离子体。如果GCXE和GRXE真正传播了高温等离子体，那么它可能是由超新星爆炸产生的。换句话说，有必要考虑超新星碎片的高温血浆。因此，我们使用了来自Suzaku的观察数据研究了超新星残留物W28的高温等离子体。有人指出，W28等离子体处于偏移状态，但是它被淘汰的机制仍在辩论中。详细的光谱分析表明，简单的电子冷却机制（例如绝热膨胀和热传导）无法解释opperion状态。此外，还讨论了应考虑通过周围环境和通过低能宇宙射线促进电离的机制。

项目成果

Suzaku observations of Fe K-shell lines in the supernova remnant W51C and hard X-ray sources in the proximity

朱雀对超新星遗迹 W51C 中的 Fe K 壳线和附近的硬 X 射线源的观测

• DOI: 10.1093/pasj/psac026
• 发表时间: 2022
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: Shimaguchi Aika;Nobukawa Kumiko K;Yamauchi Shigeo;Nobukawa Masayoshi;Fujita Yutaka
• 通讯作者: Fujita Yutaka

Discovery of a Wind-blown Bubble Associated with the Supernova Remnant G346.6-0.2: A Hint for the Origin of Recombining Plasma

发现与超新星遗迹 G346.6-0.2 相关的风吹气泡：重组等离子体起源的提示

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac1c02
• 发表时间: 2021
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Sano H.;Suzuki H.;Nobukawa K. K.;Filipovic M. D.;Fukui Y.;Moriya T. J.
• 通讯作者: Moriya T. J.

Spectral study of the Galactic ridge X-ray emission with Suzaku: Comparison of the spectral shape with point sources

用朱雀进行银脊 X 射线发射的光谱研究：与点源的光谱形状比较

• DOI: 10.1093/pasj/psad016
• 发表时间: 2023
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: Yamamoto Kumiko;Yamauchi Shigeo;Nobukawa Masayoshi;Nobukawa Kumiko K;Uchiyama Hideki
• 通讯作者: Uchiyama Hideki

Xtend, the soft x-ray imaging telescope for the x-ray imaging and spectroscopy mission (XRISM)

Xtend，用于 X 射线成像和光谱任务 (XRISM) 的软 X 射线成像望远镜

• DOI: 10.1117/12.2626894
• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings of the SPIE
• 作者: Mori Koji;Tomida Hiroshi;Nakajima Hiroshi;（他52名）
• 通讯作者: （他52名）

A systematic comparison of ionization temperatures between ionizing and recombining plasmas in supernova remnants

超新星遗迹中电离和重组等离子体之间的电离温度的系统比较

• DOI: 10.1093/pasj/psab033
• 发表时间: 2021
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: Yamauchi;Shigeo; Nobukawa;Masayoshi; Koyama;Katsuji
• 通讯作者: Katsuji