第６回 制動放射 東京大学教養学部前期課程 ２０１２年冬学期 宇宙科学II 松原英雄（ＪＡＸＡ宇宙研）
制動放射とは？ 運動する荷電粒子が、加速度を持つ時、電磁波が放射される。宇宙の主要な構成物質である水素の原子核のクーロン力で、自由電子が「制動」を受けた時も、電磁波が放射される。 上記のような「衝突」では電気双極子モーメントの２回微分がゼロでないので双極子放射が生じる。
自由ー自由遷移のスペクトル （電波領域） 光学的に薄い周波数では (EM: emission measure) (6.24a) 光学的に厚いと この境界 となる周波数をturn-over frequency Optically thin Optically thick
制動放射を行う天体（プラズマ）の例 名称 波長 Ne (cm-3) T (K) 太陽のコロナ 電波～Ｘ線 1010 107 新星 （可視～赤外） 105 -- 108 104 -- 105 惑星状星雲 電波・可視・赤外 103 -- 104 1-2 x 104 ＨＩＩ領域 1 -- 103 0.5-1 x 104 銀河団ホットガス Ｘ線 10-3 108
太陽くらいの重さの星はだんだん膨張していきどんどんガスを外に放出します。これが惑星状星雲です。 注意：この画像は可視光。イオンのスペクトル線の画像です (STScI)
オリオン大星雲 ＨＩＩ領域からの制動放射（電波） 若い段階( Ultracompact H II領域）から、成長した巨大なH II 領域まで、色々観測されている。
星形成が活発に行われている系外銀河Ｍ８２の電波スペクトル 制動放射は支配的ではない・・ 系外銀河：全体を見ると・・ ダストからの熱放射 シンクロトロン放射 制動放射成分 可視・赤外（すばる望遠鏡） 星形成が活発に行われている系外銀河Ｍ８２の電波スペクトル 制動放射は支配的ではない・・
銀河団にはＸ線で輝く高温ガスがある この高温ガスを閉じこめておくためには、暗黒物質による重力が必要です。 あすか衛星によるX線画像 可視光 髪の毛座銀河団 （写真/宇宙科学研究所）
第６回の問題 問6－1. 熱制動放射の光学的厚み (6.22) が1となる周波数nTを、TとEMの関数として求めよ。ただしZ=1(水素ガス）とする。 次にT=104K、EM=105 cm-6 pc の時、 nTを計算せよ。