X線連星SS433ジェットによる電波星雲W50の形成とガンマ線放射生成機構の解明

X射线双星SS433喷流形成射电星云W50及阐明伽马射线辐射产生机制

基本信息

批准号：
22H01272
负责人：
町田真美
金额：
$ 10.82万
依托单位：
National Astronomical Observatory of Japan
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

X線連星SS433は、電波星雲W50の中心に位置するマイクロクエーサーである。W50/SS433系には多くの未解決問題があるが、その中の一つに、W50の全体構造の形成にX線連星SS433がどのように関わっているかという問題がある。W50の概形はSS433を中心とするシェル構造とSS433ジェット軸に沿った方向に伸びたear構造となっている。SS433までの距離を5.5kpcとすると、シェルの半径はおおよそ50pc、SS433中心からearの端までのジェットの長さは120pcと推定される。シェルはSS433の母天体であるコンパクト星が超新星爆発をした際に形成された超新星残骸、earは間欠的なジェット噴出で引き伸ばされた構造と考えられている。しかし、推定年齢が10万年未満で、半径50pcの超新星爆発シェルが、シンクロトロン放射で輝く状況は、大きさ、年齢、光度、において単一の超新星爆発で説明するにはエネルギーが大きすぎるという問題がある。我々は、SS433からのジェット噴出が数万年続くと仮定し、水素の再結合による冷却を考慮したジェット噴出の3次元磁気流体シミュレーションを行った。その結果、シェル構造とear構造は、SS433からのジェットのバックフローによって形成できること、ジェットによって圧縮された星間ガスは冷却により中性水素となり全体を取り巻く構造となることがわかった。この結果を擬似観測すると、W50の表面で強い電波放射をすることも示した(大村ら、投稿準備中)。また、分子雲の観測により、ear先端に衝撃波と接触した兆候のある分子雲を発見した(酒見ら2023)。

X射线双星SS433是位于射电星云W50中心的微类星体。关于W50/SS433系统还有很多未解的问题，其中之一就是X射线双星SS433如何参与W50整体结构的形成。 W50的总体形状是以SS433为中心的外壳结构和沿SS433喷射轴线方向延伸的耳状结构。如果到SS433的距离为5.5kpc，则炮弹的半径估计约为50pc，从SS433中心到耳朵末端的射流长度估计为120pc。壳层被认为是 SS433 的母致密星爆炸成超新星时形成的超新星遗迹，而耳朵则被认为是由间歇性喷射喷射拉伸的结构。然而，估计年龄不到10万年、半径为50%的超新星爆炸壳发出同步加速器辐射的情况，从尺寸、年龄和光度来看，能量太大，无法用一次超新星爆炸来解释。一个问题。我们假设SS433的射流喷射将持续数万年，并对射流喷射进行了三维磁流体动力学模拟，考虑了氢复合引起的冷却。结果发现，壳耳结构可以通过SS433喷流的回流形成，并且被喷流压缩的星际气体在冷却时变成中性氢，形成包围整个结构的结构。对这一结果的模拟观测也表明W50的表面发射出强烈的无线电波（Omura等人，准备提交）。此外，通过观察分子云，我们在耳尖发现了分子云，显示出与冲击波接触的迹象（Sakami et al. 2023）。