[論文レビュー] A correlation between the SiO and the Fe 6.4 keV line emission from the Galactic center

J. Martín‐Pintado, P. de Vicente+3 more|arXiv (Cornell University)|Mar 6, 2000

Solar and Space Plasma Dynamics被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、銀河中心におけるSiO放出と6.4 keVのFe Kα蛍光線の間に強い空間相関が同定された。これは、ガス相におけるSiOの割合が20倍以上に増加している分子雲—その増加はX線照射によって引き起こられる可能性がある—も、強力なFe 6.4 keV線放出を示していることを示している。相関関係は、X線照射（過去のフレアや衝撃波から生じる可能性がある）が、SiOの増加と蛍光線の両方を駆動しており、銀河中心の高密度分子雲の化学反応および加熱にX線が関与している可能性を示唆している。

ABSTRACT

In this letter we present a map of the GC in the 1-0 line of SiO covering the same region than the ASCA observations of the Fe 6.4 keV line. The SiO emission is restricted to molecular clouds with radial velocity between 10 and 60 km/s in the Sgr A and Sgr B complexes. We find a correlation between the SiO morphology and the spatial distribution of the Fe 6.4 keV line, on the large scale and also within Sgr A and Sgr B. The SiO abundance increases by a factor of 20 in the regions with strong Fe 6.4 keV line. This indicates that the Fe 6.4 keV line mainly arises from molecular clouds with large gas phase abundance of refractory elements. We discuss the implications of the correlation on the origin of the hard X-rays, and the heating and the chemistry of the molecular clouds in the GC

研究の動機と目的

• 銀河中心におけるSiO放出とFe 6.4 keV蛍光線の空間的関係を調査すること。
• 観測されたFe 6.4 keV線放出が、SiOの割合やガス相の難揮発元素の蓄積といった分子雲の性質と相関しているかどうかを特定すること。
• 銀河中心における硬いX線放射の起源を探索し、それが分子雲の化学反応および加熱に果たす役割を明らかにすること。
• 観測されたSiOの増加とFe線蛍光の両者を説明できるのはX線照射か衝撃波プロセスのどちらかであるかを評価すること。

提案手法

• イェベス観測所の14m電波望遠鏡を用いて、銀河中心の高分解能（2′）なSiO J=1→0放出マップを取得した。
• ASCAT X線データ（Fe 6.4 keV線分布）と、分子雲構造を示すCS J=2→1線放出データとを比較した。
• Fe 6.4 keV線放出の有無を、0.25 × 10⁻⁶ カウント/秒/0.106 min²の閾値強度を用いて定義した。
• Sgr AおよびSgr B領域における線幅および積分輝度を分析し、Fe線放出の有無に応じたSiOおよびCS放出の比較を行った。
• X線照射を受けた雲におけるSiOの割合増加の tracer として、SiO/CS線輝度比を計算した。
• 空間的およびスペクトル的比較を用いて、X線照射、微粒子処理、およびガス相SiOの増加の間の関連を推論した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 銀河中心におけるSiO放出とFe 6.4 keV蛍光線の間には空間的相関が存在するか？
• RQ2 Fe 6.4 keV線放出が強い分子雲は、その線が観測されない雲と比較してSiOの割合が高くなっているか？
• RQ3 Fe 6.4 keV線を生成する硬いX線の起源は何か？また、そのX線は分子雲内における難揮発元素の化学反応とどのように関連しているか？
• RQ4 X線照射または衝撃波プロセスが、SiOの増加とFe 6.4 keV線放出の両方を説明できるか？
• RQ5 Fe 6.4 keV線放出は反射ネビュラモデルに整合するか？その場合、雲の加熱および化学反応にどのような意味を持つのか？

主な発見

• 銀河中心領域全体にわたり、SiO J=1→0放出の形態とFe 6.4 keV蛍光線放出の形態との間に強い空間的相関が確認された。
• Fe 6.4 keV線放出が強い分子雲では、その線が観測されない雲と比較して、SiOの割合が20倍以上に増加していることが示された。
• SiO放出は主に、径速度が10〜60 km s⁻¹のSgr AおよびSgr B複合体の分子雲に限定されている。
• 相関関係は大スケールおよび個々の複合体内でも維持されており、SiOの増加とFe線放出の背後にある共通の物理的起源を示唆している。
• SiOの割合が低い分子雲ではFe 6.4 keV線は検出されないため、難揮発元素の蓄積と関連した選択的励起メカニズムが存在することが示された。
• 結果は、X線照射（過去のフレアや衝撃駆動源から生じる可能性がある）が、ガス相SiOの増加とFe 6.4 keV蛍光線の生成の両方において中心的な役割を果たしているという仮説を支持している。