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

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

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