[論文レビュー] A Sino-German 6cm polarization survey of the Galactic plane VII. Small supernova remnants

Xiaohui Sun, P. Reich+4 more|arXiv (Cornell University)|Oct 5, 2011

Astrophysics and Cosmic Phenomena被引用数 41

ひとこと要約

本研究では、中国＝ドイツλ6 cmサーベイを用いて、1°未塔の小形銀河超新星残骸（SNR）50個のスペクトルエネルギー分布および偏光特性を改善する高周波数電波連続スペクトルおよび偏光データを提示する。サーベイは、サンプルの半数に対して最高周波数のフラックス測定を提供し、4つのSNRで初めて偏光放射を検出する一方、G16.8−1.1は超新星残骸ではなくH II領域である可能性が高いと特定された。

ABSTRACT

We study the spectral and polarization properties of supernova remnants (SNRs) based on our 6cm survey data. The observations were taken from the Sino-German 6cm polarization survey of the Galactic plane. By using the integrated flux densities at 6cm together with measurements at other wavelengths from the literature we derive the global spectra of 50 SNRs. In addition, we use the observations at 6cm to present the polarization images of 24 SNRs. We derived integrated flux densities at 6cm for 51 small SNRs with angular sizes less than 1 degree. Global radio spectral indices were obtained in all the cases except for Cas A. For SNRs G15.1-1.6, G16.2-2.7, G16.4-0.5, G17.4-2.3, G17.8-2.6, G20.4+0.1, G36.6+2.6, G43.9+1.6, G53.6-2.2, G55.7+3.4, G59.8+1.2, G68.6-1.2, and G113.0+0.2, the spectra have been significantly improved. From our analysis we argue that the object G16.8-1.1 is probably an HII region instead of a SNR. Cas A shows a secular decrease in total intensity, and we measured a flux density of 688+/-35 Jy at 6cm between 2004 and 2008. Polarized emission from 25 SNRs were detected. For G16.2-2.7, G69.7+1.0, G84.2-0.8 and G85.9-0.6, the polarized emission is detected for the first time confirming them as SNRs. High frequency observations of SNRs are rare but important to establish their spectra and trace them in polarization in particular towards the inner Galaxy where Faraday effects are important.

研究の動機と目的

• 1°未塔の小形銀河超新星残骸（SNR）のスペクトルエネルギー分布を、高周波数電波データを用いて改善すること。
• 特に高周波数データが不足する領域において、λ6 cm偏光観測を用いてこれらのSNRの偏光特性を特定すること。
• 特に明るい拡散銀河的放射に近接する弱いまたは拡張した源における分類の曖昧さを解消すること。
• 多波長偏光データから得られる回転測定値を用いて、内銀河平面におけるファラデー回転および偏光の消失効果の役割を評価すること。
• 51個のSNRのλ6 cmにおける更新されたフラックス密度測定値を提供し、そのうち50個のスペクトル制約を顕著に強化すること。

提案手法

• ウルムチ25m電波望遠鏡を用いて、9.5arcminの分解能と約22Kのシステム温度を持つ銀河平面におけるλ6 cm偏光サーベイを実施した。
• エフェルスベルク100m電波望遠鏡の既存のλ11 cmおよびλ21 cm観測データと統合し、51個の小形SNRのλ6 cmにおける統合フラックス密度を測定した。
• 3C 286、3C 48、3C 138、3C 295を主および補助校正源として用い、フラックスおよび偏光の正確性を保証する標準校正手順を適用した。
• 偏光強度（PI）、ストークスQおよびUマップを生成し、偏光放射の典型的rmsノイズは0.5 mK T_Bであった。
• λ6 cm、λ11 cm、λ21 cmのデータからのフラックス密度を用いて、全波長スペクトルをフィッティングし、50個のSNRのスペクトル指数を導出した。
• 他の波長（例：λ11 cm、2.8 cm）の観測データとλ6 cm偏光データを組み合わせることで、特定SNRの回転測定値（RMs）を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高周波数λ6 cmデータに基づき、1°未塔の小形SNRのスペクトルエネルギー分布はどのように更新されたか？
• RQ2 どのSNRがλ6 cmで検出可能な偏光放射を示し、それらは磁場構造に関する何を明らかにしているか？
• RQ3 λ6 cmサーベイは、SNRとH II領域の区別が難しいような曖昧な源分類を解消できるか？
• RQ4 内銀河平面におけるSNRの観測された偏光特性に、ファラデー回転効果および偏光の消失効果がどのように影響しているか？
• RQ5 Cas Aのλ6 cmにおけるフラックス密度はどのように変化しており、初期のモデルで予測された時間的減少と一致するか？

主な発見

• 51個の小形SNRのうち、50個が高周波数データの追加によりスペクトルエネルギー分布が改善された。
• G15.1−1.6、G16.2−2.7、G16.4−0.5、G17.4−2.3、G17.8−2.6、G20.4+0.1、G36.6+2.6、G43.9+1.6、G53.6−2.2、G55.7+3.4、G59.8+1.2、G68.6−1.2、G113.0+0.2のSNRでは、新しいλ6 cm測定値のおかげで電波スペクトルが顕著に改善された。
• G16.2−2.7、G69.7+1.0、G84.2−0.8、G85.9−0.6の4つのSNRで、初めて偏光放射が検出された。これにより、これらのSNRとしての分類が裏付けられた。
• G16.8−1.1は、スペクトル的および偏光的特性に加え、周囲のイオン化領域がRMに与える影響から、超新星残骸ではなくH II領域である可能性が高いと判明した。
• Cas Aは2004年から2008年の間、λ6 cmで688 ± 35 Jyのフラックス密度を示し、4.8 GHzにおける年率0.77%の時間的減少率と整合的であった。
• Cas Aのλ6 cmにおける偏光フラックス密度は38 ± 4 Jyであり、平均偏光率は約6%に相当し、径方向磁場構造と整合的であった。