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「すざく」がみた銀河中心の活動性 : 衝突励起か電子捕獲か :広がっているか、点源の集まりか? (2) 超新星残骸の発見

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1 「すざく」がみた銀河中心の活動性 : 衝突励起か電子捕獲か :広がっているか、点源の集まりか? (2) 超新星残骸の発見
なぜ銀河中心?  最近傍の大ブラックホール 確かな物理ができる 6.7/6.9 keV Lines の起源は? : 衝突励起か電子捕獲か    :広がっているか、点源の集まりか? (2) 超新星残骸の発見 (3) 6.4 keV Line の起源 : X-Ray 起源か電子起源か : 6.4 keV clumps の時間変動

2 ことの発端: 銀河系内の超高温プラズマ(約1億度)の発見
ことの発端: 銀河系内の超高温プラズマ(約1億度)の発見                  (圧力: nT = 106 K/cc !!) これまでの星間空間の概念は102 Kの中性ガス領域と104 Kの電離領域の 2相安定   (nT = 103-104 K/cc) 銀河中心 銀河内円盤

3 Galactic Centerは特に面白い
V=3 x 1062 cc, n= /cc E= 3nkT = (4 -- 8)x1053 ergs ●Galactic Center Emissionは明らか に広がっている。 ●Ridge Emission と同様に鉄輝線は 一定(6.7keV)では ない。

4 「すざく」でみた天の川銀河系の中心 ① 広がったX線放射は大規模な超高温プラズマ球(7000万度)(赤)
    「すざく」でみた天の川銀河系の中心 ① 広がったX線放射は大規模な超高温プラズマ球(7000万度)(赤) ② 多数の超新星残骸候補を発見(緑) ③ 大質量ブラックホールの300年前の大爆発瞬間をキャッチ(青)

5  中性    He-like       H-like Fe-Kβ, Ni Complex

6 6.7/6.9 keV Lines の起源は? : 衝突励起か電子捕獲か He-like Fe Ka = 6680 (+-1) eV:
2p 2s 1P1 r 3S1 He-like Ka complex f 1s Collisional Excitation  eV Charge Exchange  6666eV f r i r i f l l He-like Fe Ka = 6680 (+-1) eV:   Close to eV in Collisional Excitation

7 H-like Ka is very narrow
Fe velocity < 1000 km/s Lyman Series n>8  n=1 Collisional Excitation (High Temperature Plasma) is more likely Origin for 6.7/6.9 keV

8 3-Color Image Red: 6.7 keV Blue: 6.4 keV Green: 2.45 keV Energy 6 7 8
Fe24+Kα Fe25+Kα Fe24+Kβ Fe Kα Ni26+Kα Fe24+ Kβ Fe25+Kβ Ni27+Kα Ni Kα Si12+Kα Si12+Kβ Ar16+Kβ Ar16+Kα Si13+Kα Ca18+Kα Ca19+Kα Ar17+Kα S14+Kα S15+Kα S14+Kβ Energy 3-Color Image Red: 6.7 keV Blue: 6.4 keV Green: keV

9 Plasma Parameters 全ては 6.5 keVの電離平衡プラズマ でコンシステント.
Ionization Temperature (kTi) Fe Kα H-like/He-like: kTi=6.5 keV +/- 0.1 keV Fe Kβ H-like/He-like: kTi=5.1 keV keV Ni Kα H-like/He-like : kTi=9.3 keV keV Electron Temperature (kTe) He-like Fe Kβ/Kα : kTe=6.2 keV keV H-like Fe Kβ/Kα : kTe > 6.5 keV (lower limit) Centroid of He-like Kα moves with Ionization temperature due to the satellite lines. The Center Energy of Kα (He-like) : kTi= 2.5~6.5 keV 全ては 6.5 keVの電離平衡プラズマ でコンシステント.

10 6.7/6.9 keV Lines の起源は? 広がっているか、点源の集まりか?
Temperatures (6.9/6.7) are constant at l=-0.4~+0.1 deg. The 6.7 keV flux is smooth. The continuum flux is smooth, But integrated point source flux peaks at Sgr A* 6.9/6.7 keV: Temperature Sgr A East Continuum flux Point source flux 6.7 keV flux Sgr A East

11 2. Discovery of New SNR Candidates
6.7 keV map 2.45 keV map

12 3. Discovery of 6.4 keV clumps Origin of the 6.4 keV clumps
Is this Inner shell Ionization by Electrons or X-rays ? 6.4 keV Map

13 Inner Shell Ionization Electrons vs X-rays
Equivalent witdh (keV) of the 6.4 keV line Energy (keV) of the Max Cross Section Absorption Depth NH (cm-2) ~1021   ~1024 1021 1024

14 反応の断面積のZ依存性は:光電離はZ-2.3 衝突電離 はZ-4.3
反応の断面積のZ依存性は:光電離はZ-2.3 衝突電離 はZ-4.3  ( 反応断面積に寄与する入射X線、または電子線、のエネルギーはZにより異なる。 X線吸収の断面積 Z5 は同じエネルギーのX線に対するもの)                   衝突電離 電子(個数スペクトルE-2)が厚いガス雲に衝突、各元素の等価幅は O,Ne, Si, S, Fe : , 110, 70, 40, 290 eV 等価幅比は(Fe=1): 1.2: 0.38: 0.24: 0.14: 1 (Tatischeff et al.2002)

15 Collisional Excitation ?
6.7keV-Map 6.4keV-Map 30 pc Sgr A* Charge Exchange or Collisional Excitation ? No Correlation of the 6.7 keV Map with the 6.4 keV Cloud (More H2)

16 K-edge: 1.8 – 9.6 x 1023 cm-2 >> 1 x 1023cm-2
Sgr B1 Radio Arc Sgr C M Sgr B2 M Kα/ Kβ = 0.1 E.W: – 2.1 keV K-edge: 1.8 – 9.6 x 1023 cm-2 >> 1 x 1023cm-2 X-ray ionization is more likely.

17 大発見: Large time variability
X線反射星雲(光電離)

18 非熱的放射の課題(Ridge=New SNR, Center ??) 宇宙線加速=巨大ブラックホール(100万-10億の太陽)
最も近い巨大ブラックホールは天の川の中心にある ブラックホールの加速の最も象徴的な現象は 相対論的ジェット個々の粒子も加速(1020 eV) されるに違いない 1 2 3 銀河中心

19 Galactic Center Diffuse X-rays
Conclusion of the Galactic Center Diffuse X-rays (1) Origin of 6.7/6.9 keV Lines    ● High Temperature Plasma in CIE (2) ● New SNR Candidates (3) Origin of the 6.4 keV Line ● X-Ray Reflection ● The 6.4 keV clumps near Sgr B2 are time variable reflecting an Outburst of Sg A*.

20 NGC1068 我々の銀河中心は II型セイファート の縮小版 Milky Way Galaxy

21 ASCA(1994) Chandra(2000) XMM(2004) Suzaku(2005)

22 X線前線 Sgr B2 M0.74-0.09 Sgr B2 と M0.74-0.09の 10年間にわたる時間変化
Suzaku 2005 X線前線 Sgr B2 XMM 2004 Chandra 2000 ASCA 1994 M Suzaku XMM 30光年 Sgr B2 と M の 10年間にわたる時間変化   過去(300年前)の大爆発


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