Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
TeV �������� G347.3�0.5 �� ����������
� � � ��������������������� 464�8602 �����������e-mail: [email protected]
����� (SNR) �� ��� �������� 1015 eV������������ �!���"#$%&'()�*+,-.��/01 2�3�"� ()�456 SNR�7��$%8.���9:�9*��;<�� &=/(>?#@A�BC.�?/DC1 EC �FGHIJ 5K��L�C�M 5NOP�Q�� R49-S 1 kpc �TU�)V� TeVWXY�SNR G347.3�0.5 *Z[\LD��� 5W]�^=�_-9�D/DC1 `.-� 5W]�abc X�de�fM g*ah�i�Zj�kD� S 200R4lm� 5N6 X�7no TeVWXY��p�q�rsD���`*�� SNR* 5N�Z[\L645$%�t()�uvw�kD��/01 `�`*9-� EC �$%8.C45�x������S 1048 erg y$%z{0.1|�Z}~ *��D� 45$%�;<�7��OPc#�S��,/DC1
1. ����
1.1 ���� !��"#����� (SNR) �� �������� !
"#$%&'()*+�,-,��./� 0+�%1234567�8�9�%�5::;<=SNR�><?#;@;9��ABC)DEF6�G96))H7�� IJK)LM�;7N?O5P�<?QRE<= IJKR�� IJ-,5STU� :?VWXYZB�[)QRE� \)]��^�[_`[E<= a%b)cde��#;@;9WXYZB56�%IJK�[+b :?NfE<+� �[5V:WXYZB;Egh<?QR�iQE6jk9NfE�lm;no=lmp$%[_`[5� iQqErsgh/ _?t3+u�E<= %v/� `w56�%IJK�cdxy��� z�5{|}$ /;8%~� IJK5����/ 6\$+ �iQq}�%6)9)q�Nqm;no= �q}IJK
+� :?QR5�?%~��� lRE��?�8�,��9��5�:?)E<+� \)y�������9���9� /;:�Roi��<?QR+EG;no= \)%~� Q$})IJK+iQEgh#$ :?q+� IJK)��+��#$ ��)�G9Ov�%)E<=\/ � IJK)gh�F6�G9��5/ :?�+ SNRvR:N$ :;<= Q)���s 1950��q}� Iosif Shklovsky _����}��� � #$ :;/%= cd¡IJK)¢WXYZB5£¤<?%~�u�9WXYZB5¥¦<?QR+jk9�§¨�� cde¡E��������? SNR/qlm;no= \$�� SNR)&'(�R 6©�)�:ghªE6lm;<= \)«¬�&'(�)xy�®¯S°#$%�[+±²6®¯�?,�IJKR/ ³�9VWXYZB5´µ<?R:86)E1)� Q$9}cdIJK)WXYZB¶·¸¹Y68;s��EG?)E<=
º 97» º 5¼ 287
1.2 ����� TeV��� SNR
���������������� �������������� ����������� ���� !��"#�$ �%&'()�* X�*����+,��� -���.��&/01��2345�6� 7/86�9��:�����;#��;#������<,� �;�=>&�� SNR ?SN1006@ �����:��A,��� X��BC��2)� ���D-E&>�-6��F��<��� =G>&� SN1006���;DH TeV IJKLMNOPQ(R8PS '()�TBC��� SNR��;��U��V�-6��GW��<��3)� ���� ���X���V��;�DH6,�'()��� <Y� SNR��TBC��&><5Z���� �;��;[\����]��^_� �;��`&a�*b;6 cd!�[�Me8f0"g�h6Z�V\<5Z� =<\��;6#i[������&>&T.�j$#�a��C��_>�,� ������;�'()���+,���� 10klP� %,�&]6m'�[�no(p;)�L*q�%#W�r#\<5Z� +sr� SNRt\� ?,@ 6#�u-./v�#>w\� 4�4�������:����-6���<5Z����xy� z0{PK|}�~0�����
N(��b1�� CANGAROO�� ��� �?G347.3�0.5@ ����&�;DH6�s���'()��BC�<��4)� -��2�#�������3=4��56�V\<����=��'()�.����7<��8�4��#>-6�3=9�:��`�6�\�T��;DHY6,�6� :-��p�;�[�#;>&]�<��&>�=>�V�-6�,� -���=>&��CANGAROO1���?@�As&_�<5Z� -56���,���xTBC�#DE�� SNRD��u-.�;'{�<�,���������.��&�F,�-6�,�
2. G347.3�0.5 CO��� �
2.1 ������ ����������:-������ GH�|K{�(n�{�I�0J���K��2� ?#Z&Z@ ��1���!>& G347.3�0.5D��.��<��� ?#Z&Z@ �[E&���LM�; (CO)
��+,��NO����.�,�-6�� ;_P�>�;��Q�R�-6���<,� <�� �;�6.�� S�.��� �7<��8TTU,�-6���<,� ��.���?#Z&Z@ �[���V�vW ¡¢�£6�&¤4�<��� -¡¢�� ��V��%D��X 240. I180.�� 60.S� �¥D��X10.�� 20.Y¦� 2§8�¨©|lª�.���T�� U���,`&.��«Z��[¡ 100\]¬:.�/01�^&><, I5)
h�� PASJ Vol. 53, No. 6, 2001S�
_ 1 X�� ROSAT�[���� � G347.3�0.5 X�®.�Q I©No{¯08° ROSAT
}0�o±/01²0{S 6� #Z&Z1���[� CO (J³1�0) �;��®.�Q I�(P}S )l´�^µ�T� CO�Q�:�¶�.�]�=>&{·OP8�¸��.¹11 km s¹1��¹3 km s¹1<�`��&^���T�� -�� SNR6X� cd!�&>��.��� %,�� xa�(P}N²8� �(P}pº�»� 4 K km s¹1 .
�¼@ 2004b 5¼288
2.2 ���� SNR���������� ���� ������
�4������� � G347.3�0.5���� !"#$� �%&'()*+,-./�0�12�$�3 4 5� 2������5678/9 :;<�= �$�3 �>?� G347.3�0.5��%&@AB$! C�D@EFG�*7�$�3 SNRH@7 �� 1/�� I/�J�K5"CD� �%&LM)*�0�� NO347.3
/� PO0.5/Q7@RS!T7U6V*WX�YZ! �[�\ 1�3�WX@�ROSAT6)
] ASCA7)*^ X_`a�6Z!bFc�SNR X_d�ef6V�gh$! �[3 ��� 67ij*WX �k��I/�J�K� 5"!Y� X_D CO+,�0�lm�� no�p[�D@qG7�$�3 COr_s/t�uvw�� XMM-Newton`a�6Z!bFc�d8)�TSC X_t�uDxy$! �[ �\2�3 \ 1�� z_./�$!{11 km s{1GF{3
km s{1|e�%}��0�p$�Y5[3�./�x~)*�����K9)���$!��GF�����[CD� 0.5 kpc GF 1.6
kpc �n�$�[3 COr_s/�05"�CU�� X_s/� ������ !� SNRX_dQ7�ef6V�gh$! �[3 \ 2
\ 2 \ 1D�� CO��s/����'\�� X
_`a XMM-Newton�6Z!bFc� X_s/�0 �����J�K�8) ����Y3CO������K ��_� �\ 1���3�%&�t�uvw�\�� A, B, C, D
5p$!�C3 ��� CANGAROO�6CTeV}��_n )s/�0�¡_����5p$!�C3 TeV}��_�����¢£�¤¥�0GF¦�$�Y5� TeV
}��_§¨������K� ����,©�ªc«c 55¬, 7¬3
\ 3 �\� SNR�AB[C�%}�V�9./®�� ���¯°��®� ������ � XMM-Newton�6C X_d �����J�K� ����Y3 COs/�0�ªc«c;<±�� !�²u�K�z_./{14 km s{1GF {11 km s{1�5��$!bFc�Y5� ������K�³GF 2, 4, 6, 8, 11, 15, 20, 25,
30, 35 K km s{1. �´\� 9./®�@�¤�µFcCt�u CA¶ �NO347.05/� PO{0.40/� �·�²u�K�¸¹$�Y3
º 97» º 5¼ 289
�� � 1��� CO���� XMM�� X�� � � CANGAROO� TeV��������������� X���������������� �!"#�� A$D�%&� CO�!"#�'(&)�*�+ ,-�� TeV������� CO���!"#�'� .D/ �01�2345'(&)�*�+ 6� 47�8�� 9:� 0 km s;1 -;11 km s;1��<�:�=�> ����� ?-@*&�+ 6@-A��CO!"#��B) X!"#��C � *��D@-��E&)FG�H��46��� �IJ� SNR�KL�K&)D��� -�� X
� M,@)�H6��N�&)�H�OP-@*�+ 6@�Q� CO� X��8��I��<� SNR��?-@H6��RS*�10)+ � 3
�� 9:� ;14 km s;1 - ;11 km s;1 ��T��I�U���%&�����+ 6��T��� CO!"# C��C�VWX��I�U�:�� 4$5 km s;1>5YZ[&)�H�I�?-@*&�+ � 3�!"# C��C� COU\#[]���)� ^�%&����:��YZ[&)
�H_���+ 6�:�YZ[�� `7��� 20
km s;1�a&)�*�+ 6@�Q��b� COcdeZfg]��� IC44311)hW2812)��i�<� SNR��?-@� SNR�j��IJ�klm���- 7no�p7,@)�*�+ 66�q:,@��I�U�r���� 1,000s�t� km ;1u��?v�-@� � 1��P-@H��� -wx&�y�'(&*�+
3. � �
3.1 �����z{�|&��I�U�}�~��� ��7N
��RS*�+ *�� SNR����?�&��+6@*��� �}X��7����� 6 kpc����RH��4�����&�13)+ & &� 7�)���"�� SNR���Xk��RH�IJ�42�q:,@)�7�_����:��;6
km s;1��H�� �X���� 1 kpc�7S*� �� 4������+ � 4����� ��� 1 kpc���� 6 kpc���D@�@���)� ������01�9:�����!�X�%&����
� 4 ���� ����� -?�!��+ ��{���]� H��"�0114)� ¡�s�%&)RH+ ¢#£���{���C+ G347.3�0.5� 1 kpc�RH���01� 6 kpc�RH���01� s��01� D@�@���)� ��¤�'��{�&)�H�¥}&����{�:��D@�¦§¨ -?����9�C_��©#£�%&)RH+ ���ª��ª��i��ª«�©�¬��%&� D���s��01�$��� G347.3�0.5���� 1 kpc�&����01�£�� D@�@%�+���� G347.3�0.5��C ��®¯347.3�� ��� s� -����9:����+ RH9:��°&)����±$��² �³����´���� ����� z{���� SNR�´��� (10$15 kpc) �RHµ%¶�&±�·��¸� 66��³������¹º�%&)RH+
»'¼( 2004) 5¼290
����������� � 1�� ����
6 kpc ������� SNR�������������������� !�� �� 1
kpc��� SNR���"�#!$�%�� "�&�'� 1000��(�)�*+,#!���#� -���.���/� �" �0�1��2�3�4#�5��� 393���/���15)�6� !�� !� SNR��7���89,#��:��:��;<� =X��>�13)&,?@ �A�B �CDEF�� =�/��G�&,� H�B �:�� AI4����&,G347.3�0.5"��J�KL!"�#7�!!$$% �5� =M&$%LB *+,#!�� N'� 6 kpc 5�%���" OPQRS 1.2 m
(TU���VW)X* 30)Y� COZ��16)
�A� [90 km s[1 +\�]�)^_�+,��7�`%4#��$�� ab�cd"e#-f� g���A�$�� ab� COZ��A [90 km s[1 $.h)^_�f/ ! �� �i�i�)X*$j����"VW)0�1k�2��5�9 +, �5�5l*3�m5*+,#!�� !� no 347.3"�4p$5q� A�W�:�67"�I45�&,
X��rs���7�A�����`%4#�5! �13)� f&� ��4p�"�� 3 kpc
�t���uEv GS347.3w0.0�215) �] e#��7�x84#�*+,#��W�:�y�5z�] !�� "5+ �i�i� CO
Z�� Parkes� HIZ��17)" {�!" 6
km s[1 +\�9:|\;)^}t~^}t��$A X��rs�<-�����)�67"�=����� �5!��3.2 �������
2.2$������ ���">� X�)0�VW���?&, G347.3�0.5��� 1 kpc �)^_�+, �5�l*3�m5*+! �� � 2$� ���� CANGAROO� TeV
}Q��)0" CO���F D��@�����? �5!�� }Q����""��"�A&, 0.5"A�##�B���y !�� �#!$�}Q���KLZ��" e#�A�$"��Cy��7�D�&,��5�l*3�� �5!�� ���&,���" SNR�uEv��5�E84#��F����F D4p�)^_1��G � TeV}Q���H� �5��$"�5&5��<�I��5!�� CJK�t�F�vZ����� L TeV���v��D��j,#��� �"a��¡ ¢£JMN$¤!4#�m��v��:^����C�W^O¥��7�<-4#�5!�4)� A ��}Q��XPcd�Q �#� )^_SNR�1��G��7�:^¤!�¦��5���I§4#�$ ��� 4,� ���<�Q 5�� �F�:^�¤!" SNR���¨X���F =no©347.3" nª©0.0"B +\�<,#�D�$¦�7�5���� !��A e�$��#� )^_�)0�«¬������A7VW����7�}Q��H��>�4#�"�&,$�� �� TeV}Q���>�Z��"!�KLR®$] ���<�QS�T��"� :�m5Z���UV$��
� 1 G347.3�0.5����
������ ��¯1 kpc ��¯6 kpc
W° ±30)Y² (pc) 8.7 52
�.�3� �� 393� �
�� =�B 1600� ³10000�
´µR® M&$% XY$%
¶Z7" (cm[3) 0.01 ·0.003
¢£J!" (km[1) 5,500 3,200
¤![^����v��(erg)
©1048 ©1050
�.�3�"15)��7�\¸4#�A�� �� 6 kpc�������¶Z7" ¢£J!" ¢£J¹"���%��º5�" �� 20000���� ��
] 97» ] 5¼ 291
��� EGRET�������� SNR �� ����348.0�� ����0.1�� ���������� 3 EG J1714�385718) �� �� �90
km s�1 !�"#$ �%&'�($)�*SNR�+,��(-(.$-/0)1 CO
234 D �5 !� 0.2�6� �"#�789�� 3 pc��:� ; <�=>?)!$� 200�<�-/0)1 ��� . �"# @AB&CDE�"�F���(!$G�)!$� H����" �I JKLM3�� NO PQR4)=�(�� 1048 erg $S���0)1
(E/1048)(Mcloud/200)(l/3)�3(d/l)�5T1.35
..:� E ��U� erg� �H����" JKLM3� Mcloud ��U��<�� �;�F$�VW���(!�"# <�� l ��U� pc� ��"# 789� d ��U� kpc� �X�=���Y/� Z8�["�\!E�" ]^�=�_!�R:)1 . 1048 erg$(`JKLM3$� �a���������! JKLM3�� 1051 erg� bF� E�" H�c���0.1d$S���0��1 �A�� .�� SNR�%)!�"# �� �234 D @ e� I(�fg��: /� SNRh�: H�c�:� /0ij13.3 SNR�����
X��� kASCAl m kChandral19) ��n���� G347.3�0.5 o X�pq4rL�� stuh-� !�v!� :��1 �"#!$"!�v %w!&#:. pq4rL=x')!�g�� 5,000 km s�1Ny$(`z(){-|}*��=+,$�0)1 .��0�� SNR&-A~./01� !$(`��� n2$�3��(0)1 G347.3�0.5 |}*��&){(&.$���_F�!.$�� �4�� 5�&��6�� 8��4�3&s$j���=�B�(-($(`.$:)1 I0/G347.3�0.5�� Y;F���bF;. ��6
5� (�0.01 cm�3) -�7 �:�a���&�.��]0���( SNR: !$�_F�0)1 65� �7�� �8b����9 �&��.���a������^���� :��`1 ;��� 5�&6(�g��i���)!|}*&�/ :(�"#|;��(!$(` &� �� G347.3�0.5 ��:�-(b$<=:{! :)1.�� SN1006 ��$"�!:)1 SN1006
� TeV����&�����(!�( SNR:)&� ; pq4rL� G347.3�0.5 ��$�(� ¡�¢r�£>:x'���(0)1 ¡�¢r�£>$�� ¤JKLM3$"& 2.7 K E?¥�v ¦"$|;�� JKLM3 6(�@ !¦"=���� A§0:B{y¨!©� .$:)1 SN1006 ��� SNR �4�"�p&h�C��-(�g� �����v©�$���Z8�["�\/� ¡�¢r�£> �&��$�F�( :)1 I0/� �"# C� DE&FI SNRYB!�����v �(=]ª�i�(! :�-(b$�_F�0)1
���
k-j�jl $*G«¬=�(�HF��a�( CO�"� n�®¯bF� G347.3�0.5�°0:�_F��(�«X� �"#$��(� /�(X� �1 kpc��� !�"#$±��VW���(!.$&I'�0��1 . X��J)!�"# �KY(�� CO 234&TeV���� �K$�3��Y/� .��������g�E�" H�c�=n�!S�)!.$&:{0��1k-j�jl ��.�0:HF���²L³§ CO73´8 µ3��� �(¶MN�y¨F�!O� ������ GLAST-�������!: ·`�0¸0-¤JKLM3����� ¹ºY(�� ��±P-Q»-
RS¼T 2004U 5¼292
������ �� �� � HI, X� ��������������������� �!"#$%���� �&�� �'��()*+�,��-./01� X����234 5�6787�9:�;<8=>?@�AB��C%DE�FG�HI���JK�?�1�AB/�I��L HI�!"/MNO$%����PQ4 �RSHTHTU�TVWX�YZ[�\]OB�^_�`20)? a`bc��dIeL������ PQfg�h�' YZ\] DEXTVWi��jkl\] mnop#q rstu#q �RSHT�vw x\] vyz{#q H|�#q }~#q ����`^_����� ��% CANGAROO��� ?��������DE�VWi��P���\] #O�i�VW��� <>�HTU�����#������� ���?���I���� ���������� �� �q%q�������h�' ����� ?�%��#C��� ¡�;�¢£�a`¤�� <>����� A�¥?¦'%§�¨�©ª��� �q%q���4�RSHTB;�)+�«¬�®�¯°�%��#$ A�VW4`±XT²���XTVW³´ ��µ±?¶·%0¸$����
� � � �
1) Fermi E., 1949, Phys. Rev. 75, 1169
2) Koyama K., et al., 1995, Nature 378, 255
3) Tanimori Y., et al., 2001, in Proc. 27th int. Cosmic Ray
Conf. (Hamburg) Vol. 6, ed. Simon M., Lorentz E.,
Pahl M. (Copernics E. V., Katlenverg-Lindau, Ger-
many), 2465
4) Enomoto R., et al., 2002, Nature 416, 823
5) Matsunaga K., et al. 2001, PASJ 53, 1003
6) Pfe#ermann E., Aschenbach B., 1996, in MPE report
263, Roentgen from the Universe, ed. Zimmermann H.
H., Trumper J., Yorke H. (Max-Plank-Institut fuer
Extraterrestrische physik, Garching), 267
7) Koyama K., et al., 1997, PASJ 49, L7
8) Hiraga J., et al., 2004, submitted
9) Brand J., Blitz L., 1993, A&A 275, 67
10) Moriguchi Y., Yamaguchi N., Onishi T., Mizuno A.,
Fukui Y., 2001, PASJ 53, 1025
11) White G. J., Rainey R., Hayashi S. S., Kaifu N, 1987,
A&A 173, 337
12) Arikawa Y., Tatematsu K., Sekimoto Y., Takahashi T.,
1999, PASJ 51, 7
13) Slane P., et al., 1999, ApJ 525, 357
14) Russeil D., 2003, A&A 397, 133
15) Wang Z.-R., Qu Q.-Y., Chen Y., 1997, A&A 318, L59
16) Bronfman L., Alvarez H., Cohen R. S., Thaddeus P.,
1989, ApJS 71, 481
17) Cleary M. N., Heiles C., Haslam C. G., 1979, A&AS 36,
95
18) Hartman R. C., et al., 1999, ApJS 123, 79
19) Uchiyama Y., Aharonian F. A., Takahashi T., 2003,
A&A 400, 567
20) Fukui Y., et al., 2003, PASJ 55, 61
Molecular Gas Interacting with the TeV
Gamma-Ray SNR G347.3�0.5
Yoshiaki MORIGUCHI
Department of Physics and Astrophysics, Nagoya
University, Chikusa-ku, Nagoya 464�8602, Japan
Abstract : Supernova remnants (SNR) are
believed to be major sites of acceleration of
Galactic cosmic-rays whose energy is ¹1015 erg.
In particular, it has been a big issue whether
supernova remnants emitting TeV-gamma rays
are sites of proton acceleration or not. We
present new CO observations of molecular gas at
1 kpc distance interacting with the TeV
gamma-ray SNR G347.3�0.5. Dense molecular
gas toward the TeV-gamma SNR is a good
predictor to verify the existence of cosmic-ray
protons. One of the molecular clumps of ¹200
solar mass coincides with the gamma-ray peak,
providing strong evidence for proton
acceleration. We have estimated the total energy
of accelerated protons to be about 1048 erg,
which corresponds to an acceleration e$ciency of
about 0.001, posing an observational constraint
on the proton acceleration.
º 97» º 5¼ 293