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

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1 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 ( keV) Koyama et al (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

2 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

3 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。

4 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

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

6 朝日新聞 199/6/1

7 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）

8 (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 ( ) [keV] net = 5.6 ( ) 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

9 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

10 Thermal X-ray from SNRs
He-like H-like Fully ionized 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 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。

11 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

12 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

13 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

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

15 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

16 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

17 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 ( ) ( ) Γ2 (hard側) 2.85 ( ) 2.71 ( ) ( ) break E [keV] 2.0 (fixed) 2.0 (fixed) (fixed) SB2-10keV 2.68x10-13 3.54x10-13 EM = n2V [cm-3] 2.2x1057 1.3x x1057