高温ガスのX線観測で探る超新星元素合成と化学進化

通过高温气体的 X 射线观测探索超新星核合成和化学演化

基本信息

批准号：
22KJ2797
负责人：
福島光太郎
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2797/
关键词：
X線天文学銀河団早期型銀河銀河団ガス化学進化元素合成

项目摘要

ケンタウルス座銀河団に加えて、ペルセウス座銀河団やおとめ座銀河団の中心銀河を含む14個の早期型銀河について、XMMが搭載するX線回折格子分光器RGSの観測データを用いて酸素、ネオン、マグネシウム、鉄、ニッケルの組成比および空間分布を調べた。2022年度に発表した論文によって明るいケンタウルス座銀河団中心など明るい天体では、RGSでも組成比空間分布を評価できることが示されている。この結果、貴ガス元素であるネオンと通常元素である酸素、マグネシウム、鉄などの空間分布には差がみられない事がわかった。これはケンタウルス座銀河団でみられた分布と同様であり、早期型銀河中心で一般にみられる性質なのかもしれない。やはり冷たいダストにより元素組成比減少がおこるという説では解釈しがたい結果である。また銀河団・銀河群中心銀河ではガス温度が1 keV以上、それ以外の早期型銀河では1 keV以下となった。銀河団中心銀河の中には、宇宙年齢をかけて積分した恒星の質量放出が観測されるガス質量に不足するほど大質量の天体も存在した。このような天体の元素組成比パターン（窒素、酸素、マグネシウム、ニッケル）は太陽組成比に近かった。一方で低温の早期型銀河ではネオン、マグネシウム、ニッケル組成比が銀河団中心銀河や既存の元素合成モデルに比べても高かった。これらの元素を供給する星風や超新星の寄与が早期型銀河と銀河団中心銀河で大きく異なるとは考えにくく、低温ガス中における元素組成比測定の不定性が示唆される。以上の結果をとりまとめて米国天文学会誌のひとつであるアストロフィジカルジャーナルに投稿した。

除了半人值簇外，使用来自XMM配备的X-ray Grating Spectration Spectration Spectmons RGS的观测数据，使用了14个早期星系，包括珀尔修斯簇和处女座簇的中央星系，用于研究氧，霓虹灯，镁，铁和镍的组成比和空间分布。 2022年发表的一篇论文表明，在明亮的天体（如明亮的半人银行簇中心）中，即使使用RGS，也可以评估组成比率空间分布。结果，发现贵重气体元素霓虹灯和通常的元素氧，镁，铁等的空间分布没有差异。这与Centaur Galaxy簇中看到的分布相似，并且可能是早期星系中心中的公共特性。这是冷尘会导致元素组成比下降的理论的难以理解的结果。另外，以星系和星系为中心的星系中气体温度为1 KEV或更高，并且在其他早期星系中气温为1 keV或更低。在星系簇中心的星系中，有天体如此之大，以至于它们缺乏气体质量，以至于缺乏宇宙年龄段的恒星的质量发射。此类天体的元素组成比（氮，氧，镁，镍）接近太阳成分比。另一方面，在早期的星系中，霓虹灯，镁和镍组成比高于以群集为中心的星系和现有元素合成模型。供应这些元素的恒星风和超新星的贡献不太可能在早期型星系和以群集为中心的星系之间显着差异，这表明低温气体中元素组成比的测量值不确定。收集了上述结果并提交给美国天文学学会期刊之一的天体物理学杂志。