極限状態でのスタンダードモデルの限界 ブラックボックスとしてモデルを

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極限状態でのスタンダードモデルの限界
ブラックボックスとしてモデルをみると、本質を見逃す。
例:
電離非平衡プラズマ。 必死でモデルに合わせようとすると、
間違った元素を導入する。 元素組成に間違いがでる
Shell-Type
Mixed Morphology
SN1006
SNR中でのプラズマ進化の常識
衝撃波通過→
原子(イオン)、電子の加熱
mv2 = 3kT
イオン温度
エネルギー輸送
電子温度
電離温度
NEI
CIE
~10000
時
間
年
十分時間がたっていない ( nt <1012cm-3s) SNR
イオン温度>電子温度>電離温度 : NEI Plasma
IC443
IC443
SN1006
O Lya
730eV
SN1006
4:1
Fe-L Line の謎
3s2p (730)
3d2p (820)
820eV
OVII
Kα
実は OVII
Kγ, Kδ だった
OVIII
Lα
730eV
3:2
820eV
多くのプラズマコードには
入っていない。
(Lγ, Lδ は入っている)
これに気がつかないと、
Fe-Lで無理にあわせ、
意味ないFeの
abundanceを求めるこ
とになる。
低エネルギー側のスペクトルの謎
730eV
575eV
920eV
OVII:
Kβ
Kγ, Kδ
672eV
820eV
酸素、ネオンの輝線で fit
極めて低電離な状態なら
このスペクトルを説明可能
kTe = 1.5 [keV]
nte = 4x109 [cm-3s]
酸素輝線のエネルギー
He状 Kα ~ 570eV
He状 Kβ ~ 670eV
H状 Lyα ~ 650eV
He-Kβ dominant !!
Triplet: Ka, Lya, Kb
Tycho (Under-Ionized: NEI (nt) )
電子温度 (Te)
Brems: 3.2 keV
α/β 比 Si=2.3 keV, S= 1.9 keV, Ar =3.2 keV
He/Ly 比 Si= 0.54 keV, S= 0.70 keV
α
電離温度
(Tz)
α
β
γ
δ
β
γ
δ
IC443 (no RRC)
χ^2 = 2.97
kTe
kTz
Bremss
βγδ/α
Lyα/Kα
1.06 keV
0.16 keV
Si=1.06 keV
SARCA=1.35 keV
IC443 (+RRCs)
X^2=1.09
kTe
Tz
Brems
βγδ/α
Lyα/Kα
0.95 keV
0.59 keV
Si= 1.08 keV
S= 1.38 keV
★ 放射再結合連続線 (RRC)
電子の自由-束縛遷移に伴う放射
★ カスケード輝線
電子の高準位束縛→下位への落ち込み
電子温度
W49B
Astro-H
RRC幅⇔捕獲される電子の温度
Over-Ionized Plasma
1-APEC
2-APEC
1-APEC (1.64 keV)
Fe=4.2, Ni=8.3
2-APEC
(1.53 keV+ 72 keV)
Fe= 5.8, Ni=8.8
1-APEC+RRC+Recombination
lines
(kTz=2.5 keV, kTe=1.5 keV)
Fe=5.0, Ni = 3.5
カスケードラインの重要性
1S に集まる
1
ー>禁制線へ
Li, Be, B …..
1.5 keV
Fe = 5.01
Ni = 3.47
2.5 keV
APEC ではNi はLi-Like までしか入ってない。
主要元素でないので、省略した?
kTz=2.5 keV 相当のIon-Fraction 赤 1.5 keV 相当
G359.1-0.5
Si Abundance
最も極端なOver-Ionized Plasma
1-APEC
5.8
+ RRC
9.1
+RRC+Cascade(赤線) 3.6
電子温度<電離温度 にする2つのモデル
1. 濃い星周空間でCIE
プラズマ(Ti=Tz =Te)を作
り、その後薄い星間空間で
断熱冷却する。
( Ti=Te )
2.SN時の強烈は光子場
(たとえばγバーストとX線
フラッシュ)で高電離イオン
(大きなTi)を作り、その後
は通常のSNR進化
( Ti > Te )
これらを区別するには、
Astro-Hで
Ti (ライン幅)を測定
イオン温度 (Ti)
電子温度 (Te)
電離温度 (Tz)
時間
断熱膨張
kTを与えて
電子温度は
~1.5 keV に
電離温度
は元素に
よらず、
~2.5 keV
に冷える
kT =4 keV
nt =
6 ×1011
s.cm-3