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）
NeXT Science
2003,11.7@東大
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
NeXT Science
2003,11.7@東大
白色矮星での非熱的電子の存在
Pavelin etal 1994
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
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 (10%)
非熱的放射
1031 → 1032 erg/s (1→10%)
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2003,11.7@東大
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)
Pavelin etal 1994
TeVγ線の観測例あり
Nooitgedacht MkI Cherenkov Tel (Meintjes etal 1992)
(6.3±1.2)×10-11 photons/s/cm2(フレア時)
Jager etal 1994
早いスピンダウン
.
.P=1.8×10-6des/yr
→ I ΩΩ=1033 erg/s
物質が降着しきっていない証拠多数
.
10%
GMM/R ～ 1034 erg/s
熱的放射～ 1031 erg/s (ASCA,我々)
→ 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
NeXT Science
単独の白色矮星は？
2003,11.7@東大
高エネルギー観測: まったく例なし！
可視光での磁場測定：
Schimidt etal 1994, McCook etal 1999
単独白色矮星の4-5%が強磁場 (>3×104G)
Wichramasinghe and Ferrario 2000
109Gもの磁場をもつ天体もある
磁場(<109G)
周期(100～1000秒以上)
距離 (100～500pc)
天体の空間密度(星の1%)
中性子星の3-4 桁下
2-3 桁遅い
kpc
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
NeXT Science
2003,11.7@東大
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

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