過電離と重元素の空間分布で解明する重力崩壊型超新星爆発機構の新展開

超电离和重元素空间分布阐明引力塌缩超新星爆炸机制的新进展

• 批准号: 15J01576
• 负责人: 上司 文善
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J01576/
• 关键词: 超新星残骸; 元素合成; 爆発機構; 過電離プラズマ

超新星爆発後に形成される超新星残骸は超新星の元素合成と爆発機構を理解する上で最も重要な観測対象の1つである。本研究では、これら超新星の性質を理解することを目的とし、銀河系内の超新星残骸をX線天文衛星「すざく」を用いて観測研究した。今年度の成果は主に2つある。1つ目は超新星残骸中の爆発噴出物の観測である。超新星残骸は元の星から噴出物（爆発噴出物）と衝撃波で掃き集められた周囲の物質（星間物質）の主に二成分から構成する。しかし、これまでこれら二成分を分離した研究は観測装置の性能の問題で非常に若い天体に限られてきた。私はエネルギー分解能等に優れる「すざく」のX線スペクトルを利用することで、これら二成分の分離を年齢数千年ほどの比較的古い超新星残骸中においても実現した。その結果、爆発噴出物の組成を正確に測定できるようになり、超新星のタイプ（重力崩壊型・Ia型）により生成される重元素量が系統的に異なることを観測的に示した。また、爆発噴出物の電離状態の測定から、重力崩壊型では噴出物内部で対流が起きていることも発見した。2つ目の成果は、超新星残骸における過電離プラズマの起源の解明である。通常、超新星残骸では電子温度（Te）より電離度（電離温度：Tz）の低い電離途上プラズマ（Te > Tz）が観測されることが一般的だが、近年、過電離プラズマ（Te < Tz）というそれらの関係が反転した異常なプラズマが発見されている。過電離の形成過程はこれまで明らかになっていないが、私は過電離の超新星残骸がいずれも分子雲などの濃い星間物質中にあることに着目した。そこで、過電離と分子雲の分布の相関を調べたところ、過電離は分子雲との衝突領域に向かって顕著になる傾向を発見した。さらに、プラズマの電子温度は過電離の顕著な領域でより低くなる。したがって、過電離プラズマは分子雲により熱伝導冷却により発生したと考えられる。

超新星爆炸后形成的超新星遗迹是了解超新星核合成和爆炸机制最重要的观测对象之一。在这项研究中，我们利用X射线天文卫星“朱雀”对银河系中的超新星遗迹进行了观测和研究，旨在了解这些超新星的特性。今年主要有两个成果。第一个是观察超新星遗迹中的爆炸喷射物。超新星遗迹主要由两部分组成：原始恒星的喷射物（爆炸喷射物）和冲击波扫过的周围物质（星际介质）。然而，到目前为止，由于观测设备的性能问题，分离这两个组件的研究仅限于非常年轻的物体。通过使用具有出色能量分辨率的朱雀 X 射线光谱，即使在几千年前的相对古老的超新星遗迹中，我也能够将这两种成分分开。结果，可以准确地测量爆炸喷射物的成分，并且通过观察观察到，根据超新星的类型（重力塌缩型/Ia型），产生的重元素的量有系统地不同。此外，通过测量喷射物的电离状态，他们发现喷射物内部以重力塌缩型发生对流。第二个结果是阐明了超新星遗迹中超电离等离子体的起源。通常，在超新星遗迹中观测到电离度（电离温度：Tz）低于电子温度（Te）的欠电离等离子体（Te > Tz），但近年来观测到超电离等离子体（Te < Tz）已经发现了这些关系颠倒的异常等离子体。虽然目前超电离的形成过程还没有弄清楚，但我重点关注的是所有超电离超新星遗迹都位于分子云等致密星际介质中。当我们研究过电离与分子云分布之间的相关性时，我们发现过电离往往在与分子云碰撞的区域变得更加明显。此外，等离子体的电子温度在显着过电离的区域中变得较低。因此，可以认为超离子化等离子体是通过分子云的热传导冷却而产生的。

项目成果

Suzaku Study on the Ejecta of Galactic Evolved Supernova Remnants

银河演化超新星遗迹喷射物的朱雀研究

• 发表时间: 2016
• 作者: 上司文善

Global Distribution of Ionizing and Recombining Plasmas in the Supernova Remnant G290.1$-$0.8

超新星遗迹 G290.1$-$0.8 中电离和重组等离子体的全球分布

• DOI: 10.1093/pasj/psu149
• 发表时间: 2015
• 作者: Kamitsukasa; Fumiyoshi;Koyama; Katsuji;Uchida; Hiroyuki;Nakajima; Hiroshi;Hayashida; Kiyoshi;Mori; Koji;Katsuda; Satoru;Tsunemi; Hiroshi
• 通讯作者: Hiroshi

Suzaku study on the ejecta of the supernova remnant G272.2-3.2

超新星遗迹G272.2-3.2喷射物的朱雀研究

• DOI: 10.1093/pasj/psv114
• 发表时间: 2015
• 作者: Kamitsukasa; Fumiyoshi;Koyama; Katsuji;Nakajima; Hiroshi;Hayashida; Kiyoshi;Mori; Koji;Katsuda; Satoru;Uchida; Hiroyuki;Tsunemi; Hiroshi
• 通讯作者: Hiroshi