[論文レビュー] The Monoceros very-high-energy gamma-ray source

A. Fiaßon, J. A. Hinton+4 more|arXiv (Cornell University)|Sep 17, 2007

Astrophysics and Cosmic Phenomena参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

H.E.S.S.実験は、モノケロス・ループSNR/ロゼット星雲領域で、試行補正後の有意水準5.3σの新しい点状の非常に高エネルギー（VHE）ガンマ線源、HESS J0632+057を発見した。この源には他の波長域で明確な対応源は認められず、EGRET源3EG J0634+0521および弱いX線源と空間的に整合性を示すが、明確な関連は確認されておらず、ハドロン的またはレプトン的放射メカニズムの可能性が示唆されている。

ABSTRACT

The H.E.S.S. telescope array has observed the complex Monoceros Loop SNR/Rosette Nebula region which contains unidentified high energy EGRET sources and potential very-high-energy (VHE) gamma-ray source. We announce the discovery of a new point-like VHE gamma-ray sources, HESS J0632+057. It is located close to the rim of the Monoceros SNR and has no clear counterpart at other wavelengths. Data from the NANTEN telescope have been used to investigate hadronic interactions with nearby molecular clouds. We found no evidence for a clear association. The VHE gamma-ray emission is possibly associated with the lower energy gamma-ray source 3EG J0634+0521, a weak X-ray source 1RXS J063258.3+054857 and the Be-star MWC 148.

研究の動機と目的

• 複雑なモノケロス・ループSNR/ロゼット星雲領域における新しい非常に高エネルギー（VHE）ガンマ線源の特定と特徴の解明を目的とする。
• 新たに検出されたVHE源と他の波長域での既知の天体との関連性を調査することを目的とする。
• VHE放射が分子雲とのハドロン的相互作用に起因するか、電子加速を伴うレプトン的過程に起因するかを特定することを目的とする。
• 特に進化段階が著しく進行しているにもかかわらず、モノケロスSNRが宇宙線加速源として果たす役割を評価することを目的とする。

提案手法

• ナミビアに設置されたH.E.S.S.チェレンコフ望遠鏡アレイを用いて、100 GeV〜50 TeVのエネルギー範囲のVHEガンマ線を13.5時間の観測時間にわたり検出した。
• 標準的およびハードカットを適用して感度を最適化するため、0.11°の源サイズと0.5°のリングをバックグラウンド推定に用いた、盲目的な源探索を実施した。
• カメラ画像のモデルベース解析を独立して実施し、源の有意水準を検証した。
• VHE源の位置を、分子雲分布を示すNANTEN 12CO（J=1→0）調査、ROSAT X線データ、EGRET源およびBe星に関するアーカイブデータと照合した。
• モンテカルロシミュレーションを用いて点像関数をモデル化し、源の形状を評価した。95%信頼区間で源サイズの上限は2′であった。
• 再構築されたエネルギースペクトルをパワー則モデルにフィットさせ、EGRETおよびHEGRAデータと比較することでスペクトルの一貫性と変動性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 新たに検出されたVHEガンマ線源HESS J0632+057は、EGRET源3EG J0634+0521またはモノケロスSNRと空間的に関連しているか？

主な発見

• 28″の統計誤差および20″の系統誤差を伴い、赤経6h 32m 58.3s、赤緯+5° 48′ 20″（J2000）に位置する、後続試行補正を施した有意水準5.3σの新しい点状VHEガンマ線源HESS J0632+057が検出された。
• 源のエネルギースペクトルは、光子指数Γ = 2.53 ± 0.26（統計）± 0.20（系統）のパワー則と整合的であり、1 TeVにおける微分フラックスは9.1 ± 1.7 ± 3.0 × 10⁻¹³ cm⁻² s⁻¹ TeV⁻¹であった。
• 拡張放射の証拠は認められず、95%信頼区間で源サイズは2′未満に制限され、点状の形態と整合的であった。
• VHE源はEGRET源3EG J0634+0521の95%〜99%信頼領域と空間的に整合しており、併合スペクトルフィットにより光子指数は2.41 ± 0.06が得られた。
• VHE放射のピーク位置には顕著な分子雲は認められなかったが、1.6 kpc離れたCO放射雲が存在し、東に約1.5°ずれていたため、ハドロン的相互作用の可能性は低くなった。
• 弱いX線源1RXS J063258.3+054857は誤差円内に位置し、ランダム一致の確率は0.1%であった。その低フラックスは、レプトン的メカニズムよりもハドロン的シナリオに整合的であった。