X-ray observations of SN1006 Koyama, K. Kyoto University

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X-ray observations of SN1006 Koyama, K. Kyoto University Palmieri et al (1972) Ballon : The first X-ray detection Winkler and Laird : OSO7 The spectrum Photon index =2.3 or kT = 4 keV Becker et al (1980) SSS, OSO8 : Crab Like spectrum : Photon index=2.2  (no emission line) Vartanian et al.1985 (GSPC: Balloon) Detection of OVII line = Thermal Plasma (0.1-0.2 keV) Koyama et al. 1987 (GSPC: Tenma) : Steeper Power law Photon index- 3.3 NEI Plasma kT 1.9 keV Morphology Chandra:  Very Thin Filaments Spectroscopy Suzaku Thermal vs Non-Thermal

日本の記録:明月記 藤原定家 (1162-1241) が過去の記録をまとめる。 実際に観測し、 記録したのは 安倍吉昌 (?-1019) 清明の次男・陰陽頭

中国の記録 宋会要輯稿 宋史天文志 五月一日(1006年5月30日)司天監言 先四月二日(5月1日)夜初更,見大星, 色黄,出庫楼東、騎官西,漸漸光明, 測在氐三度。 宋史天文志 景徳三年四月戊寅(5月6日), 周伯星見,出氐南騎官西一度, 状如半月,有芒角,煌煌然可以鉴物, 历庫楼東,八月,随天轮入浊, 十一月,復見在氐。

各国の記録 明月記(Japan): 寛弘三年四月二日(= 5/1)…如螢惑(=火星) Ibn al-Jawzi (Baghdad) :  A large star similar to Venus appeared to the left of qibla. at the beginning of the month of Sha’ban (= 5/3). Ali ibn Ridwan(Egypt) : 2and a half to 3 times as large as Venus. The intensity of its light was a little more than a quarter of that moonlight. (5/5?) 宋史天文志(China) : 景徳三年四月戊寅(=5/6)…如半月 -2等級 -4等級 戊寅 ぼいん つちのえとら 1/4 moon, -8等級 -10等級 参考: 満月= -12.6等級、金星= 最大-4.6等級

Ia型絶対等級(極大) = -20 距離 = 7100光年 = 2.2kpc → 視等級 ~ -9

朝日新聞 199/6/1

SN1006南東部 プラズマ成分の様子を調べる → 非熱的X線放射がなく、熱的 放射で明るい南西部からスペク トルを抽出 O Ne Mg O band image O Ne Mg Si S Ar Ca Fe S以上は初めて検出! Ia型SNRでありながら、これまで Feなどの重元素の存在はX線で は未確認だった 黒: XIS-BI 赤: XIS-FI(3台の平均)

(NEI)プラズマモデルで fitting kTe = 5.84 (2.77-39) [keV] 重元素輝線の中心エネルギー 中性 Kα(eV) Line center (eV) He状 Kα(eV) Mg-Kα 1254 1345±1±5 ~1340 Si-Kα 1730 1826±2±5 ~1850 S-Kα 2307 2365±4±5 ~2450 Ar-Kα 2957 3026±12±5 ~3120 Ca-Kα 3690 3738±28±5 ~3890 Fe-Kα 6400 6430±19±5 ~6680 重い元素ほど低い電離状態! Fe輝線のまわりを電離非平衡 (NEI)プラズマモデルで fitting kTe = 5.84 (2.77-39) [keV] net = 5.6 (2.4-8.8) x 109 [cm-3 s] ・ 高温成分の存在 ・ 極めて低電離(Ne状程度)   RCW86に類似 黒: BI 赤: FI

低エネルギー側のスペクトルの謎 酸素輝線のエネルギー He-Kβdominant!! 730eV lineを入れて酸素  He状 Kα ~ 570eV  He状 Kβ ~ 670eV  H状 Lyα ~ 650eV 730eV 920eV 575eV 672eV He-Kβdominant!! 820eV 電離度大 高温 730eV lineを入れて酸素 輝線の周辺だけで fitting 極めて低電離な状態なら このスペクトルを説明可能 kTe = 1.5 [keV] nte = 4x109 [cm-3s] best fit

Thermal X-ray from SNRs He-like H-like Fully ionized 1 10 100 103 104 Electron temperature (eV) Oxygen ionization fraction vs. electron temp. Ionization Neutral He-like ion H-like ion Non-equilibrium ionization (NEI) He-like H-like Fully ionized 106 107 108 109 1010 1011 1012 net (cm-3 s) Oxygen ionization fraction vs. net (for kTe=1.5keV) Low density, Yong Age Te ≠ Tz Ionization equilibrium requires ~103 years ! Neutral ほとんどの元素はHeおよびH状まで電離が進んでいる。 高温、高密であるほどイオン化度は高くなる。

C VI N VI O VII 1 O VIII 0.1 Ne IX O VII O VIII 0.4 0.6 0.8 Fe L 3s2p 3d2p 730 eV 820eV O VII 1 O VIII Suzaku/XIS1 XMM-Newton MOS1 Intensity (arb.) 0.1 Ne IX O VII O VIII ASCA/SIS Energy (keV) 0.4 0.6 0.8

Fe-l Line の謎: 3s2p (730), 3d2p (820) 820eV 730eV 4:1 3:2 575eV 672eV 820eV 730eV 920eV OVII, Kα, Kβ, Kγ, Kδ

なぜか Si, S のラインが太い Cas A(SN1006 Si S よりあとの観測) では見られない  Instrumental    Instrumental ではない。 Si S Cas A

SN1006 2-componets nt ~ 109 ~ 1011 Mg Si S

Chandra image Erim Nrim Erim SWrim Chandra image Nrim SWrim 宇宙線加速効率とプラズマ密 度間の相関を観測的に証明

Chandra: Thin Filaments (Bamba et al.) In this region, electron returns back (small: quick, large: slow) The Efficiency of Particle  Acceleration NR: High ER: Low? A ping-pong ball gets speed (energy) by a rally in a moving wall shock

Nrim Erim SWrim Erim Nrim SWrim Γ1 (soft側) 2.38 (2.35-2.42) hard soft 密度大 Erim Nrim     SWrim Γ1 (soft側) 2.38 (2.35-2.42) 2.35 (2.33-2.40) 2.39 (2.37-2.41) Γ2 (hard側) 2.85 (2.82-2.89) 2.71 (2.69-2.73) 2.93 (2.90-2.96) break E [keV] 2.0 (fixed) 2.0 (fixed) 2.0 (fixed) SB2-10keV 2.68x10-13 3.54x10-13 EM = n2V [cm-3] 2.2x1057 1.3x1057 5.1x1057