広帯域硬X線を用いた超新星残骸での宇宙線陽子加速源・機構の解明

利用宽带硬X射线阐明超新星遗迹中宇宙射线质子加速的来源和机制

• 批准号: 07J04014
• 负责人: 馬場 彩
• 金额: $ 5.76万
• 依托单位: Japan Aerospace Exploration Agency
• 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 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J04014/
• 关键词: 宇宙線加速; X線天文学; 超新星残骸; パルサー星雲; TeVガンマ線天文学; 磁場; 分子雲; X線; ガンマ線; X線宇宙物理学; 衝撃波; 宇宙線; X線CCD

最終年度である今年度は、宇宙線加速源候補天体を系統的に調べた。その結果、TeVガンマ線未同定天体の半数以上は現在まで発見されていなかったパルサー星雲であることが分かった。さらに、「すざく」X線天文衛星による低バックグラウンド観測により、パルサー星雲は従来考えられていたより1ケタ以上長い100kyrというタイムスケールで減速することなく膨張し続けることを世界で初めて発見した。これは、パルサー星雲で電子を加速しても数千年でシンクロトロン冷却してしまうという従来の定説を覆す発見である。さらに、シンクロトロン冷却されないということは、パルサー星雲が宇宙線電子・陽電子成分の重要な加速源であることを観測的に示しており、世界で初めての結果である。また、超新星残骸での加速効率がエネルギー収支的にもよいこと、銀河面での宇宙線加速可能性なども示した。また、超新星残骸を有意な宇宙線加速源にするためには、爆発後数百年で加速した陽子を効率よく衝撃波からescapeさせないといけないことも示した。escapeのメカニズムはまだ明らかではないが、2013年度打ち上げ予定の次期X線天文衛星ASTRO-Hで解明できる可能性も示した。超新星残骸など銀河宇宙線加速源について国内外で多くの招待講演を行ない、日本の成果の普及に努めている。また、海外の天文衛星の観測評価委員なども行なった。広報普及活動も精力的に行ない、宇宙物理学の普及を行なった。

今年，即最后一年，我们系统地研究了作为宇宙射线加速源候选的天体。结果发现，超过一半的未识别TeV伽马射线天体是脉冲星云，这是迄今为止尚未发现的。此外，通过朱雀X射线天文卫星的低背景观测，我们在世界上首次发现脉冲星云在100 kyr的时间尺度上持续膨胀而不减慢，这个时间尺度长了一个数量级以上比之前想象的要多。这一发现颠覆了传统理论，即即使电子在脉冲星云中加速，它们也会在几千年后被同步冷却。此外，同步加速器冷却的缺乏在观测上表明脉冲星云是宇宙射线电子和正电子成分加速的重要来源，这是世界首创。他们还表明，超新星遗迹的加速效率在能量平衡方面良好，并且有可能在银河平面上加速宇宙射线。我们还表明，为了使超新星遗迹成为宇宙射线加速的重要来源，爆炸后数百年加速的质子必须有效地逃离冲击波。尽管逃逸机制尚不清楚，但计划于 2013 年发射的下一颗 X 射线天文卫星 ASTRO-H 或许能够阐明该机制。他在国内外多次受邀发表有关超新星遗迹等银河宇宙线加速源的演讲，并致力于传播日本的成果。还曾担任海外天文卫星观测评估委员会委员。他还积极开展公共关系和科普活动，普及天体物理学。

项目成果

X-ray measurement of particle injection and escape from SNR shocks

粒子注入和 SNR 冲击逃逸的 X 射线测量

• 发表时间: 2010
• 作者: Aya Bamba

Modeling and Reproducibility of Suzaku HXD PIN/GSO Background

朱雀 HXD PIN/GSO 背景的建模和再现性

• 发表时间: 2009
• 作者: Y. Fukazawa; T. Mizuno; S. Watanabe; M. Kokubun; H. Takahashi; N. Kawano; S. Nishino; M. Sasada; H. Shirai; T. Takahashi; Y. Umeki; T. Yamasaki; T. Yasuda; A. Bamba; M. Ohno; T. Takahashi; M. Ushio; T. Enoto; T. Kitaguchi; K. Makishima; K. Nakazawa; Y. Ue
• 通讯作者: Y. Ue

The Chandra View of DA 530: A Subenergetic Supernova Remnant with a Pulsar Wind Nebula?

DA 530 的钱德拉视角：带有脉冲星风星云的低能超新星遗迹？

• DOI: 10.1086/522299
• 发表时间: 2007-08-07
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: B. Jiang;B. Jiang;Yang Chen;Q. Wang
• 通讯作者: Q. Wang

Spectral Study of the Galactic Ridge X-Ray Emission with Suzaku

用朱雀研究银脊 X 射线发射的光谱

• 发表时间: 2008
• 作者: Ebisawa; K.; Bamba; A.; et. al.
• 通讯作者: et. al.

Are "dark particle accelerators" really DARK??

“暗粒子加速器”真的很黑暗吗？

• 发表时间: 2010
• 作者: Aya Bamba