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系内加速天体分科会 白色矮星からの非熱的 放射の可能性 - PowerPoint PPT Presentation


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NeXT Science. 2003.11.7 @ 東大. 系内加速天体分科会 白色矮星からの非熱的 放射の可能性. 寺田幸功(理研). Hillas ダイアグラム. 回転コンパクト天体での粒子加速. Hillas 1984. 中性子星と白色矮星. E max = e v B L. 磁場の強さ B : 3-4 桁小 系の大きさ L : 3 桁 大 速度 v ∝ P -1 : 4 桁 大. Terada PhD and references therein Wichramasinghe and Ferrario 2000.

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Presentation Transcript

NeXT Science

2003.11.7 @東大

系内加速天体分科会白色矮星からの非熱的放射の可能性

寺田幸功(理研)


Hillas ダイアグラム

回転コンパクト天体での粒子加速

Hillas 1984

中性子星と白色矮星

Emax = e v B L

磁場の強さB : 3-4桁小

系の大きさ L : 3 桁 大

速度 v ∝ P -1 : 4 桁 大

Terada PhD and references therein

Wichramasinghe and Ferrario 2000

Manchester etal 2001

Edwards etal 2001

Makishima etal 1999

最大ポテンシャルが1016Vにもなる白色矮星がある


.

降着エネルギー GMM/R ~ 1033 erg/s,

  降着による放射(X-ray) ~1032 erg/s

  非熱的放射  1031 → 1032 erg/s

白色矮星での非熱的電子の存在

白色矮星連星の電波観測

AM Her, AE Aqr, DQ Her, ST LMi, BG CMi

→ 1 ~ 20 mJy のシンクロトロン放射

Pavelin etal 1994

連星 AM Her の例: B~30MG, P ~0.129day

ASCA (我々)

Reynolds etal 1991

Bhat etal 1991

Schlegel etal 1995

フレア時: (5.6±2.1)×10-11 photons/s/cm2 (>2 TeV)

平常時: < 6×10-12 photons/s/cm2 (>0.5TeV)

(10%)

(1→10%)


IP型強磁場白色矮星連星

.

早いスピンダウン

P=1.8×10-6 s/yr  →  I ΩΩ=1033 erg/s

物質が降着しきっていない証拠多数

GMM/R ~ 1034 erg/s

熱的放射~ 1031 erg/s (ASCA,我々)

.

.

強磁場白色矮星の連星

>107G AM Her 型 (前のOHP)

106-7G Intermediate Polar 型

加速が見込まれる白色矮星連星 II

AE Aqr

磁場は弱い(IP型)が、

自転が早い連星(33秒)

強い電波放射(5GHz): 2mJy → 15mJy (フレア時)

TeVγ線の観測例あり

(6.3±1.2)×10-11 photons/s/cm2(フレア時)

Pavelin etal 1994

Nooitgedacht MkI Cherenkov Tel (Meintjes etal 1992)

de Jager etal 1994

10%

→ プロペラ効果で降着物質が吹き飛ばされてる?

可視: Dhillon etal 1996, Wynn etal 1997

スピンダウン光度の10% (=降着光度の1%) が

TeVに回れば、

~ 4×10-11 photons/s/cm2 (>2TeV)に相当


高エネルギー観測: まったく例なし!

単独の白色矮星は?

可視光での磁場測定:

単独白色矮星の4-5%が強磁場 (>3×104G)

109Gもの磁場をもつ天体もある

Schimidt etal 1994, McCook etal 1999

Wichramasinghe and Ferrario 2000

磁場(<109G) 中性子星の3-4 桁 下

周期(100~1000秒以上) 2-3 桁 遅い

距離 (100~500pc) kpc

天体の空間密度(星の1%) 3 桁 多い

1014-16 V の誘導電位が作られる天体をリストアップ

Best 2 (EUVEJ0317-85, PG1031+234) のTeV 放射を、

中性子星(PSR1706,PSR1509) を元に見積もると…

EUVEJ0317-85: 2×10-13photons/s/cm2

PG1031+234: 4×10-14photons/s/cm2


まとめ

  • 非熱的な放射を出すコンパクト天体の候補として、

  • 白色矮星の可能性を探ってみた。

  • ※白色矮星は熱的な放射の研究が主.

  • 白色矮星の中には、109Gもの磁場を持ちつつ、

  • 100秒程度で自転する天体もある。(1016Vに相当)

  • 白色矮星に付随する非熱的な電子からの

  • 電波放射が検出された例が 5 例ある。

  • 強い磁場を持つ白色矮星の連星のいくつかに、

  • TeVγ線の放射が見込まれる天体がある。

  • ※ 2天体、観測例あり。残り 3 天体は未。

  • 非熱的放射を出す天体として、単独の白色矮星に注目した研究はいまだ無い(or 見当たらない)。

  • 有力候補をリストアップ: 銀極方向に存在


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