Chandra衛星による新星残骸GK PerのX線時間発展の観測

武井 大(理研/SPring-8), Jeremy J. Drake (SAO),山口 弘悦 (NASA/GSFC), Patrick Slane (SAO),内山 泰伸 (立教大学), & 勝田 哲 (JAXA/ISAS)

(Takei et al. 2015, ApJ, 801, 92)

Classical Novae

Classical Novae

超新星残骸 vs 新星残骸

GK PerseiCopyright: NASA/CXC/J. DePasquale

Cassiopeia ACopyright: NASA/CXC/SAO

http://chandra.harvard.edu/photo/2013/casa/casa.jpg

超新星残骸 vs 新星残骸

大まかに言えばタイムスケールは質量と比例

Explosion EnergyEjecta MassEjecta Velocity

Free ExpansionAdiabaticCoolingDisappearance

102 years104 years105 years106 years

SNR NR

1046 erg10-4 M.103 km/s

1051 erg10 M.104 km/s

GK Persei (Nova Persei 1901)

残骸の構造がX線で観測されている唯一の新星

2000年にChandraでX線残骸を観測(Balman 2005, ApJ)

Chandra

X線で世界最高の空間分解能 (約0.5秒角)2013年(約14年ぶり)に2回目の観測を実施

http://smsc.cnes.fr/IcCOROT/Chandra.png

Images (0.5-1.2 keV, 100 ksec)

Images (0.5-1.2 keV, 100 ksec)

VTP

Radial Profiles

中心付近はパイルアップ裾野は残骸成分が卓越

Projection Profiles

最も明るい領域を比較14年間で2秒角ほど拡大

Azimuthal Profiles

X線強度の位置依存性暗い所がより暗くなった

X-ray Spectra

吸収+熱的プラズマ強度は60%～70%に低下

Discussion

• Emission Measure: neniV ~ 1054 cm-3

• Spherical Emitting Volume: V ~ 1053 cm-3

• Shell Thickness: R/12 (= Compression Ratio of 4)

• Pre-Shock Number Density: n0 = ni/4 ~ 1 cm-3

• Swept-Up Mass: mHniV ~ 10-4 M.

• Sedov Solution:

• Total Explosion Energy: E ~ 1045 erg

Discussion

• Expansion Rate in X-rays: 0.14 arcsec/year• Ejecta Velocity: vej ~ 300 km/s

• Plasma Temperature: kT ~ 0.2 keV• Cooling Coefficient: ~10-22 erg cm3 s-1

• Radiation Energy in 14 years: ER ~ 1039-1041 erg

• Radiative cooling is negligible

• Mean Flux Decline: 30-40%• The expansion into regions of much lower density

Summary

•新星残骸から固有運動を初めて測定できた

•爆発の基本的なパラメータを導出できた

•残骸の拡散でX線が暗くなった可能性が高い

武井 大takei@spring8.or.jp

http://www.riken.jp/en/pr/press/2015/20150317_1/

www.nasa.gov/mission_pages/chandra/mini-supernova-explosion-could-have-big-impact.html

http://chandra.harvard.edu/

http://www.alphagalileo.org/ViewItem.aspx?ItemId=150725&CultureCode=en http://www.alphagalileo.org/ViewItem.aspx?ItemId=150725&CultureCode=en

http://www.astroarts.co.jp/news/2015/03/17gk_persei/index-j.shtml

http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20150312-00000027-rps-sctch