回転駆動型パルサーを用いた相対論的ジェットの形成起源の研究

利用旋转驱动脉冲星研究相对论性射流形成的起源

• 批准号: 07J07479
• 负责人: 谷津 陽一
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J07479/
• 关键词: X線天文学; パルサー; ジェット; 超新星残骸; PSR B1509-58; G320.4-01.2(MSH15-52)

パルサー星雲の構造形成機構を調べるため、米国のX線天文衛星Chandraのアーカイヴデータを用いて、計8天体の詳細な分光解析を行った。これらの研究から得られた特に重要な成果は、若く活動的なパルサーPSR B1509-58の周囲で、パルサー風の終端衝撃波面と考えられるリング状の構造(インナーリング)を発見したことである。これまで、最新鋭のX線天文台を用いてもカニ星雲以外の天体からインナーリングが検出された報告はなく、本研究による発見が世界で2番目の例となる。この発見の科学的に重要な点は二つある。まず、これまで、カニ星雲でしか検証されてこなかったトーラス形成に関する理論モデルを初めて異なる天体に適用して検証することが出来たという点である。本研究ではスペクトル解析、イメージング解析を駆使して理論モデルとの比較検証を行い、従来の理解よりもパルサー風の磁化率が大きいらしいことを発見した。二つ目は、PSR B1509-58のジェットの根元が衝撃波面半径を超えて広がっていることを明確に示したという点である。これまで、パルサージェットの形成機構に関しては基本的な理解すらなされていなかった。近年、数値シミュレーションによって、トーラスを磁気圧で回転軸方向に締め上げてジェットを形成するというシナリオが提唱されるようになってきた。しかしながら、数値解析から得られたジェットの構造は、カニ星雲の非常に細いジェットとは似ても似つかぬ構造であった。これに対し、本研究において我々が発見した「根元の太いジェット」と「高い磁化率」は、数値解析の示す結果と非常に良く一致しており、近年提唱されていたジェット形成の理論的なシナリオを初めて観測的に実証するものである。

为了研究脉冲星云的结构形成机制，我们利用美国X射线天文卫星钱德拉的存档数据对总共8个天体进行了详细的光谱分析。这些研究的一个特别重要的结果是在年轻活跃的脉冲星PSR B1509-58周围发现了一个环形结构（内环），它被认为是脉冲星风的终端激波锋。迄今为止，即使使用最先进的X射线天文台，也没有在蟹状星云以外的任何天体中检测到内环的报道，而这项研究的发现是世界上第二例。这一发现有两个具有重要科学意义的方面。首先，这是首次将迄今为止仅在蟹状星云中得到验证的环面形成理论模型应用于不同的天体并得到验证。在这项研究中，我们利用光谱分析和成像分析与理论模型进行了比较，发现脉冲星风的磁化率似乎比之前理解的要大。其次，我们清楚地表明 PSR B1509-58 喷流的根部延伸到激波前沿半径之外。到目前为止，人们对脉冲星喷流的形成机制还没有基本的了解。近年来，数值模拟提出了一种利用磁压力沿旋转轴方向拉紧环面来形成射流的方案。然而，通过数值分析获得的喷流结构并不类似于蟹状星云非常薄的喷流。另一方面，我们在这项研究中发现的“深根射流”和“高磁化率”与数值分析结果非常吻合，并且是基于射流形成理论。这是近年来提出的这种情况的首次观测演示。

项目成果

PSR B1509-58を取り巻くパルサー星雲のインナーリングの発見

发现 PSR B1509-58 周围的脉冲星云内环

• 发表时间: 2008
• 作者: 谷津陽一;河合 誠之;柴田晋平
• 通讯作者: 柴田晋平

超新星残骸MSH15-52の膨張運動の検出

超新星遗迹MSH15-52膨胀运动的探测

• 发表时间: 2007
• 作者: HIRASAWA;Tatsuya;S. Tanaka;Y. Yatsu;谷津 陽一;Y. Yatsu;谷津 陽一
• 通讯作者: 谷津 陽一

A study of rapid expanding HII region RCW 89

快速扩展的 HII 区域 RCW 89 的研究

• 发表时间: 2007
• 作者: HIRASAWA;Tatsuya;S. Tanaka;Y. Yatsu;谷津 陽一;Y. Yatsu
• 通讯作者: Y. Yatsu