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天文学者は、天の川の宇宙線の源をついに知ったと思います

ほぼ1世紀前、科学者たちは、私たちが地球の大気で検出した放射線の一部が局所起源ではないことに気づき始めました。

これは最終的に、宇宙線、高エネルギー陽子、および原子核がそれらの電子を剥ぎ取られ、相対論的速度(光速に近い)に加速されることの発見につながりました。

しかし、この奇妙な(そして致命的な)現象を取り巻く謎はまだたくさんあります。

これには、 それらの起源 そして、宇宙線(陽子)の主成分がこのような高速でどのように加速されるか。

名古屋大学の新しい研究のおかげで、科学者たちは初めて超新星残骸で生成される宇宙線の量を決定しました。

この研究は、100年前の謎を解くのに役立ち、宇宙線の発生源を正確に特定するための大きな一歩です。

科学者は宇宙線がいくつかの源から発生すると信じていますが-私たちの太陽、超新星、ガンマ線バースト(GRB)、そして 活動銀河核 (別名クエーサー)-1912年に最初に発見されて以来、その正確な起源は謎でした。

同様に、天文学者は、超新星残骸(超新星爆発の後遺症)がほぼ光速への加速の原因であると仮定しています。

それらが私たちの銀河を通過するとき、宇宙線は星間物質(ISM)の化学進化において役割を果たします。 そのため、銀河がどのように進化したかを理解するには、その起源を理解することが重要です。

近年、観測の改善により、超新星残骸が加速する陽子がISM内の陽子と相互作用して高エネルギーガンマ線(VHE)を形成するため、超新星残骸が宇宙線を発生させると推測する科学者もいます。

ただし、ガンマ線は、ISM内の光子と相互作用する電子によっても生成されます。これは、赤外線光子またはからの放射の形である可能性があります。 宇宙マイクロ波背景放射 (CMB)。 したがって、最大の線源を決定することは、宇宙線の起源を決定するために重要です。

これに光を当てることを望んで、名古屋大学のメンバーを含む研究チームは、 国立天文台 (NAOJ)、オーストラリア、アデレード大学-RX J1713.7超新星残骸に気づきましたか? 3946(RX J1713)。

彼らの研究の鍵は、星間空間のガンマ線源を決定するために彼らが開発した新しいアプローチでした。

以前の観測では、ISM内の他の陽子と衝突する陽子からのVHEガンマ線の強度は、星間ガスの密度に比例することが示されました。これは、ラジオリニアイメージングを使用して区別できます。

一方、ISMでの電子と光子の相互作用によって生成されるガンマ線も、電子の非熱的X線強度に比例すると予想されます。

彼らの研究のために、チームはナミビアにある(そしてマックスプランク核物理学研究所によって運営されている)VHEガンマ線観測所である高エネルギー立体視システム(HESS)によって得られたデータに依存しました。

次に、これを、欧州宇宙機関のX線マルチミラーミッション(XMM-Newton)天文台によって取得されたX線データおよび星間物質のガス分布に関するデータと組み合わせました。

次に、3つのデータセットすべてを組み合わせて、陽子が宇宙線の67±8%を占め、宇宙線の電子が33±8%(およそ70/30の分割)であると判断しました。

これらの結果は、宇宙線の潜在的な起源が決定されたのは初めてであるため、画期的なものです。 それらはまた、超新星残骸が宇宙線の源であるというこれまでで最も決定的な証拠を構成します。

これらの結果はまた、陽子によって放出されたガンマ線がガスの豊富な星間領域でより一般的であるのに対し、電子によって放出されたガンマ線はガスの少ない領域で増強されることを示しています。

これは、多くの研究者が予測したこと、つまり2つのメカニズムが連携してISMの開発に影響を与えることを裏付けています。

彼女は言いました 研究の筆頭著者である福井靖夫名誉教授は、次のように述べています。 [It] これは、既存の天文台に加えて、次世代ガンマ線望遠鏡(CTA)(チェレンコフ望遠鏡アレイ)を使用して、より多くの超新星残骸に適用されます。これは、宇宙線の起源の研究における大きな進歩として機能します。」

このプロジェクトを主導することに加えて、福井は2003年以来、星間ガスの分布を決定するために取り組んできました。 南丹 電波望遠鏡 ラスカンパナス天文台 チリと オーストラリアのコンパクト望遠鏡

アデレード大学のGavinRoel教授とSabrinaAeneke博士(研究の共著者)とHESSチームのおかげで、ガンマ線観測所の空間分解能と感度は、ついに2つの間で比較できるようになりました。

一方、NAOJの共著者である佐野栄俊博士は、XMM-Newton天文台からのアーカイブデータセットの分析を主導しました。 この点で、この研究はまた、国際協力とデータ共有がどのようにあらゆる種類の最先端の研究を可能にするかを示しています。

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この記事はもともとによって発行されました 今日の宇宙。 読む 原著

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