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）
最大ポテンシャルが1016Vにもなる白色矮星がある 回転コンパクト天体での粒子加速 Hillas ダイアグラム 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
. 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) 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 . (10%) (1→10%)
スピンダウン光度の10% (=降着光度の1%) が ～ 4×10-11 photons/s/cm2 (>2TeV) に相当 加速が見込まれる白色矮星連星 II 強磁場白色矮星の連星 >107G AM Her 型 (前のOHP) 106-7G Intermediate Polar 型 IP型強磁場白色矮星連星 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) 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) . 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
単独の白色矮星は？ 高エネルギー観測: まったく例なし！ 可視光での磁場測定： 単独白色矮星の4-5%が強磁場 (>3×104G) 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: 2×10-13 photons/s/cm2 PG1031+234: 4×10-14 photons/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 以上、まとめると、以下のようになります。