若い超新星残骸SN1006で「磁場増幅」の証拠を発見

図7：現在、解析を進めているSN1006以外の若い超新星残骸の例

～宇宙線加速のジレンマ解消にむけ、新たな一歩～

2024年7月24日

早稲田大学

甲南大学

科学技術振興機構（JST）

若い超新星残骸SN1006で「磁場増幅」の証拠を発見

～宇宙線加速のジレンマ解消にむけ、新たな一歩～

詳細は早稲田大学HPをご覧ください。

発表のポイント

● 若い超新星残骸SN1006の電波とX線の観測データを詳細に解析

● 電波スペクトルの折れ曲がりと衝撃波の厚みから、100倍以上の磁場増幅を発見

● 超新星残骸での宇宙線加速を示唆する、新たな証拠を提示

早稲田大学大学院先進理工学研究科の田尾 萌梨（たおもえり、修士課程1年）と、同大学・理工学術院の片岡 淳（かたおかじゅん）教授らの研究グループは、甲南大学理工学部の田中 孝明（たなかたかあき）准教授と共同で、約1000年前に爆発した超新星残骸SN1006で生ずる衝撃波で、磁場が100倍以上も増幅される確実な証拠を突きとめました。

我々の宇宙には「宇宙線」と呼ばれる高エネルギーの粒子が満ちており、その起源は謎に包まれています。宇宙線のスペクトルは1015電子ボルト（1ペタ電子ボルト：1PeV）に特徴的な折れ曲がりを持ち、それ以下の宇宙線は超新星爆発で生成されるとする説が有力です。ところが、加速される宇宙線の最大エネルギーは磁場に比例し、弱い星間磁場（1~10マイクロガウス：10-6～10-5G）では1PeVまで粒子を加速するのは困難で、未解決の難問（ジレンマ）となってきました。今回、研究チームは超新星残骸SN1006の衝撃波で磁場が100倍以上も増幅されていることを発見し、PeVのエネルギーを持つ宇宙線でも加速できる示唆を得ました。

本研究成果は、2024年7月24日（水）午前10時（英国夏時間）に『Astrophysical Journal Letters』のオンライン版で公開されました。

【論文情報】

雑誌名：Astrophysical Journal Letters

論文名：Observational Evidence for Magnetic Field Amplification in SN 1006

DOI：10.3847/2041-8213/ad60c7

（1）これまでの研究で分かっていたこと

 我々の宇宙には「宇宙線」と呼ばれる高エネルギーの粒子が満ちており、観測史上、最も高いエネルギーでは10^20eV（eVは電子ボルト。エネルギーの単位）を超える粒子の存在が知られています。スイス・ジュネーブにある、人類最高の加速器Cern-LHCですら加速できる粒子のエネルギーは10^13eVであることから、宇宙にははるかに効率が良い、未知の「巨大加速器」が、そこかしこに眠っていることになります。