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

基本信息

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

项目摘要

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。

X射线辐射GCXE未分解为点源，在银河系中心区域广泛分布。在这个研究项目中，我们将观测下一代X射线天文卫星XRISM，分离GCXE的辐射成分，并旨在通过测量其运动来澄清其起源。根据该研究项目的原计划，XRISM计划于2022年（三年计划的第二年）发射，计划对银河系中心区域进行观测。截至2023年5月，由于运载火箭问题，发射已推迟至2023年8月或更晚。因此，计划变更为在第三年（2023财年）下半年利用XRISM进行观测。主要研究者和他的合作者都是XRISM开发团队的成员，他们为启动后能够顺利、即时地进行数据分析做了准备。我们还利用X射线天文卫星“朱雀”过去的观测数据，对遍布银道面的扩散X射线辐射GRXE进行了研究。尽管研究已经持续了很长时间，但尚不清楚GRXE是否与GCXE同源。因此，我们根据过去的研究成果，使用辐射谱模型研究了GRXE的起源。结果得出的结论是，被认为是起源候选的点源（活跃二元、催化变量）无法解释一切，其贡献约为 30%。他表示，其他成分可能是真正膨胀的高温等离子体。如果GCXE和GRXE中确实存在广泛的高温等离子体，那么它可能是由超新星爆炸产生的。换句话说，我们需要考虑超新星遗迹的高温等离子体。因此，我们利用朱雀的观测数据对超新星遗迹W28的高温等离子体进行了研究。有人指出W28等离子体是超离子化的，但其超离子化的机制仍然存在争议。详细的光谱分析表明，超电离态不能用简单的电子冷却机制（例如绝热膨胀和热传导）来解释。此外，还讨论了应考虑与周围环境的机制以及低能宇宙射线促进电离的机制。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Initial state of the recombining plasma in supernova remnant W28

超新星遗迹 W28 中重组等离子体的初始状态

DOI：
10.1093/pasj/psad005
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
2.3
作者：
Himono Rui;Nobukawa Masayoshi;Yamauchi Shigeo;Nobukawa Kumiko K;Suzuki Nari
通讯作者：
Suzuki Nari

Xappl: software framework for the XRISM pre-pipeline

Xappl：XRISM 预管道的软件框架

DOI：
10.1117/12.2629316
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Eguchi Satoshi;Tashiro Makoto;Terada Yukikatsu;（他35名）
通讯作者：
（他35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：
影响因子：
2.3
作者：
Yamauchi; Shigeo;Nobukawa; Masayoshi;Koyama; Katsuji
通讯作者：
Katsuji

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：
影响因子：
2.3
作者：
Yamauchi; Shigeo;Nobukawa; Masayoshi;Koyama; Katsuji
通讯作者：
Katsuji

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：
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