Transcript X線天文衛星XMM-Newtonによる非熱的SNR候補天体G32.45+0.1

X線天文衛星XMM-Newtonによる
非熱的SNR候補天体G32.45+0.1
及びG38.55+0.0の観測
京都大学宇宙線研究室
山口 弘悦
植野 優、馬場 彩、小山 勝二
（京都大）
山内 茂雄（岩手大）
contents
•Introduction
•G38.55+0.1の観測
•G32.45+0.0の観測
•Summary
1. Introduction
knee energy
knee以下の宇宙線
→ 銀河系内起源？
SN 1006 : knee付近の電子による
synchrotron X線 &
inverse Compton TeV γ線
→ SNRが加速源？
銀河面内に 1055 ergsの宇宙線
→ 定常状態を保つには
〜1048 ergs/yr 必要
SNR１個当たりの宇宙線加速
〜1047 ergs/yr
銀河面内に〜10個のnon-thermal SNRが必要！
ASCA Galactic plane survey
|l|≦45° |b|≦0.°4 (Yamauchi et al. 2002)
hard X線のイメージング → non-thermal SNRの探査に最適
７個の non-thermal SNR候補を発見
G11.0+0.0
G23.5+0.0
G25.5+0.0
G26.6-0.1
G28.6-0.1
G32.45+0.1
G38.55+0.0
ASCA
49 ks
10 ks
50 ks
45 ks
80 ks
10 ks
10 ks
Chandra
XMM
100 ks
SNR ?
○
27 ks
16 ks
2. G38.55+0.0の 観測
XMM-Newton
ASCA
10 arcmin
source 1
2-7 keV
observed flux の比較
source 1 : 2.6×10-13 ergs cm-2 s-1
ASCA : 1.2×10-12 ergs cm-2 s-1
10 arcmin
2-7 keV
source 1 とは別に
diffuse 成分が存在?
projected profile
a
source 1
5’
NXB
CXB & GRXE
source 1
銀河面
b
a
b
diffuse 成分
upper limit
Gaussian の面積 = photon数 ＜ 1.00×103
observed flux (0.5-10keV) ＜1.2×10-12 ergs cm-2 s-1
ASCAとconsistent
この程度の flux では有意な検出は困難
3. G32.45+0.1の 観測
20 arcmin
ASCA/GIS
2-7 keV
3. G32.45+0.1の 観測
・MOS1
・MOS2
XMM-Newton
MOS1+2
north
southeast
southwest
10 arcmin
・ 0.5-2keV
・ 2-7 keV
Parameters
power-law
電離非平衡プラズマ
2.0 (1.5-2.6)
2.4 (1.8-3.0)
1.5 (1.2-1.8)
12 (7.3-20)
Abundance
---
0.5 (0.1-1.0)
log (net)
---
9.8 (9.2-10)
1.7×10-12
1.6×10-12
161/170
153/168
NH
Γ
[×1022 cm-2]
or
kT
[keV]
[cm-3 s]
observed flux
(0.5-10 keV) [ergs cm-2 s-1]
χ2 / d.o.f.
cf. Cas A t ~300 yr , T~4 keV → プラズマモデルは不適当
電波のcounterpartを発見
radio, X-ray ともに
shell状の構造を持つ
↓
NRAO/VLA Sky Survey (NVSS)
10-1 flux [Jy]
〜1.7×10-1 Jy (@1.4GHz)
shell-like SNR
wide band spectrum についての議論
NVSS
1.7×10-1 Jy (@1.4GHz)
10-7
α=0.5
XMM
109
radio contour : NVSS data
1.4 GHz (Condon et al. 1998)
α=0.8
(Γ=1.8)
1017
frequency [Hz]
synchrotron emission !
4. Summary
• G38.55+0.0
有意なdiffuse構造は発見できず
observed flux (0.5-10keV) ＜1.2×10-12 ergs cm-2 s-1
→正体は未だ不明
• G32.45+0.1
半径〜4’のshell構造
Γ〜1.5 NH〜2.0×1022 cm-2
observed flux (0.5-10 keV) 〜1.7×10-12 ergs cm-2 s-1
電波のcounterpartを発見 〜1.7×10-1 Jy
→非熱的SNRである可能性大
ASCA galactic plane survey
brightness
RX J1713.7-3946 (Koyama et al. 1997)
1 deg
line structure ?
G32.45+0.1
southeast
Gaussianのcenter
3.33 (3.28-3.41) keV
He-like Ar K-α
→ 3.12 keV
NEI model では、個々のAbundance を自由に振っても説明できない
10-1 [Jy]
電波で強い
10-7
X線で強い
109
1017 [Hz]
synchrotron放射強度 ∝ B
energy loss ∝ B2
加速効率は磁場・shock speed に依存
磁場・密度が非一様 → spectrum は別々の成分
morphology とconsistent