Transcript 我々の銀河中心領域から放射される蛍光X線輝線の謎

銀河中心からの
中性輝線放射の謎(2)
信川 正順、小山 勝二、劉 周強、
鶴 剛、松本 浩典 (京大理)
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銀河中心領域からの中性鉄特性X線輝線
すざくによるS, Ar, Ca, Cr, Mn輝線の発見
中性輝線の起源は ?
まとめ
天文学会 2009年秋季年会 山口大学 Q09a
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銀河中心領域からの中性鉄輝線
中性鉄(6.4 keV)輝線：
一様ではなくclumpyな分布
巨大分子雲との相関
(Sgr B, Radio Arc領域)
=> 6.4 keV分子雲
6.4 keV (すざく)
Sgr B2
X-ray binary
1E 1743.1-2843
Sgr A East
(SNR)
Sgr B1
M0.74-0.09
Sgr
B2 pc)
20’ (50
Radio Arc
Radio Arc
G0.174-0.233
Sgr B2
Radio Arc
中性鉄
輝線
3
4
5
6
Energy (keV)
7
Sgr B
8
CS (J=1-0) Tsuboi+99
Sgr B2のX線スペクトル
・中性鉄輝線
・ 強い吸収を受けた連続成分
(NH~1024 cm-2)
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鉄以外の元素は？
S
Fe=1
Ar
Ca
Ni
Cr
鉄より軽い元素、
S, Ar, Ca, Cr, Mn
も分子雲中には
存在しているは
ず
Mn
*solar abundance
低エネルギーの輝線は
星間物質に吸収される
すざく/XIS：
優れたエネルギー分解能
＋低バックグラウンド
=> 軽元素の中性輝線に
ついて調べる
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最も明るい6.4keV分子雲
鉄以外の輝線は弱い
6.4 keV
map
中性Fe
(鉄に比べて 0.01—0.1以下)
Si S
Ar
Sgr B2
=>一番明るい6.4 keV分子雲で
Sgr B1
Fe
調査
Ca
M0.74-0.09
Sgr
B2
20 arcmin
プラズマ起源の
高階電離輝線
Sgr A East
(SNR)
選んだ
Radio Arc領域
G0.174-0.233
青：中性
赤：プラズマ
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スペクトルフィット
銀河中心のX線放射の成分: (Koyama+07, 09, Ryu+09)
2温度プラズマ
kT~ 1 keV ( Si, S, Ar, Caの高階電離輝線)
kT~ 7 keV ( Fe, Niの高階電離輝線)
中性成分 (中性輝線＋連続成分)
フィットモデル：
星間 x 2温度プラズマ
(kT~1keV + 7KeV)
吸収
分子雲 x 中性成分
の吸収 (輝線 + 連続成分)
まずはFe, Ni輝線を
導入
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S
Ar Ca
Cr Mn
残差はS, Ar, Ca, Cr, Mnの中性
輝線のエネルギーに対応
NH(ISM) =7.1(±0.3)x1022cm-2
(銀河中心の典型的な値)
kT1 = 0.99 ± 0.02 keV
kT2 = 7.02 ± 0.33 keV
Z(Si) = 1.3 ± 0.1 solar
Z(S,Ar,Ca) = 1.6 ± 0.1
Z(Fe/Ni) =1.2/2.1(fixed)
(Koyama+07)
Cr, Mnの高階電離輝線
は銀河中心から初検出
中性輝線: Fe, Ni
連続成分: パワーロー
NH(MC) = 1.7 ± 0.3
x1023 cm-2
ベキ = 1.85 ± 0.15
(90% errors)
青:中性成分
Fe
赤:プラズマ
S
S, Ar, Ca,
Cr, Mn
輝線なし
Ar
Mn
Ca
Cr
Ni
c2 = 355/208
c2 = 243/203
S, Ar, Ca,
Cr, Mn
輝線あり
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Observed Line intensity
S, Ar, Ca, Cr, Mnの中性輝線の検出
90% errors
Observed line intensity graph
S
元素
有意度 (s)
S
3.5
Ar Ca Cr Mn Fe Ni
Ar
3.2
Ca
8.1
Cr Mn
4.5 4.6
銀河中心領域から初めて
検出することに成功
Fe
85
Ni
5.7
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中性輝線の起源: X-ray/Electron
輝線
外部からの
X線/電子
Fe
Cr
Mn
Ca
S
連続成分
Ar
Fe
中性輝線:
外部からのX線/電子が原子を
電離することによる
連続成分:
X線・・・・トムソン散乱
電子・・・制動放射
分子雲
NH = 1023 cm-2
X線と電子ではスペクトル
が異なる
=> Geant4を用いたシミュ
レーション
仮定:
分子雲は均一密度
元素組成は太陽と同じ
観測された連続成分のベキ(~2)
=> 入射粒子のベキ(X線: 2, 電子: 3)
2つの起源では輝線等価幅が異なることが分かった
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等価幅と起源
X線モデル
x4
x10
大きな等価幅は
X線起源を示唆
電子
モデル
90% errors
S
Ar
Ca
Cr
Mn
Fe
Ni
ただし、等価幅は元素組成比や分子雲の密度分
布・形状に依存する
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まとめ
• 銀河中心領域で最も強く中性鉄輝線を放射する
分子雲からS, Ar, Ca, Cr, Mnの中性輝線を初めて
検出した
• 中性輝線の等価幅はその起源が電子よりもX線
であることを示唆する
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