Cosmic-ray acceleration in supernova remnants revealed by ALMA

ALMA 揭示超新星遗迹中的宇宙射线加速

基本信息

批准号：
21H01136
负责人：
佐野栄俊
金额：
$ 10.07万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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-21H01136/
关键词：
ALMA 超新星残骸宇宙線星間雲ガンマ線 NANTEN2 再結合優勢プラズマ

项目摘要

[1] W49B に付随する分子雲の特定 (Sano et al. 2021a, ApJ, 923, 15)超新星残骸 (SNR) W49B に付随する分子雲を、ALMA ACA による CO 輝線データの空間・速度分布および non-LTE 解析によって特定・定量した。興味深いことに、付随分子雲の密度とＸ線再結合優勢プラズマ (RP) の電子温度との間には負の相関が見られた。当該 RP が、衝撃波と低温分子雲との熱伝導によるプラズマの急冷却によって形成されたと考えて矛盾しない。さらに、ガンマ線光度とガス密度の比較から、W49B の被加速宇宙線エネルギーが、ガンマ線 SNR のなかで最大値を示すことがわかった。宇宙線加速効率の SNR 年齢依存性を議論するうえで重要な成果である。[2] G346.6-0.2 に付随する星間雲の特定 (Sano et al. 2021b, ApJ, 923, 15)Mopra や NANTEN2 電波望遠鏡などを駆使し、G346.6-0.2 に付随する星間雲を特定した。1720 MHz OH メーザーとの視線速度の一致やCO/HIの膨張シェル、高いガス温度が決め手だった。ガンマ線光度の上限値も与えることで、当該天体で加速された宇宙線陽子の大部分がすでに SNR から逃走していることがわかった。一方で、RP の電子温度と分子雲との相関は見られなかったため、断熱膨張により形成されたと結論した。[3] ALMA 観測提案の受理 (PI: 4件)ALMA Cycle 8 2021 において、SNR 方向の CO 輝線観測を提案した。結果として、ガンマ線 SNR 3C397 や、大マゼラン雲の SNR など計７天体を含む４つの観測提案が PI として採択された。観測はほぼ全て完了し、次年度以降の研究推進のための必要不可欠なデータを準備することができた。

[1] 识别与 W49B 相关的分子云 (Sano et al. 2021a, ApJ, 923, 15) 超新星遗迹 (SNR) 使用来自 ALMA 的 CO 发射线数据的空间和速度分布来识别与 W49B 相关的分子云ACA 和非通过 LTE 分析进行识别和量化。有趣的是，相关分子云的密度与 X 射线复合主导等离子体 (RP) 的电子温度之间存在负相关关系。一致认为RP是由于激波与低温分子云之间的热传导导致等离子体快速冷却而形成的。此外，伽马射线光度和气体密度的比较表明，W49B的加速宇宙射线能量在伽马射线信噪比中表现出最高值。这是讨论宇宙射线加速效率的信噪比年龄依赖性的重要结果。 [2] 识别与 G346.6-0.2 相关的星际云 (Sano et al. 2021b, ApJ, 923, 15) 使用 Mopra 和 NANTEN2 射电望远镜，我们将识别与 G346.6-0.2 相关的星际云。确定。决定因素是与 1720 MHz OH 微波激射器的径向速度匹配、CO/HI 的膨胀壳以及高气体温度。通过还提供伽马射线光度的上限，我们发现大多数在物体中加速的宇宙射线质子已经逃离了信噪比。另一方面，由于RP的电子温度与分子云之间没有相关性，因此我们得出结论，它是由绝热膨胀形成的。 [3] 接受ALMA观测建议（PI：4）在ALMA Cycle 8 2021中，我们提出在SNR方向进行CO排放线观测。结果，四个观测建议被采纳为 PI，包括伽马射线 SNR 3C397 和大麦哲伦星云 SNR 等总共 7 个天体。几乎所有的观察都已经完成，我们已经能够准备好必要的数据，以便从明年开始推动研究。