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銀河団の高エネルギー現象

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銀河団、活動銀河核 (AGN) の高エネルギー現象

 銀河団は銀河を100-1000個ほど含む、質量が~1015太陽質量にもなる宇宙で最大の天体である。銀河団は全体が温度 ~2-10 keV の高温プラズマ (銀河団ガス)で満たされている。銀河団ガスの質量は銀河の総質量の10倍もあり、銀河団の主要成分である。ところが、密度は~10-3 cm3と大変小さく、地上では再現できないような希薄プラズマの物理を知るためには格好の研究対象となっている。
 銀河団ガスに関しては、多くの未解決の問題がある。まず、銀河団の中心部は強いX線放射により、エネルギーを失っているにもかかわらず、ガスが冷えていないという「cooling flow 問題」がある。現在では何らかの強力な加熱源があって、それがX線放射で失われたエネルギーを補給していると考えられているが、その正体は不明である。我々は銀河団同士の衝突や、銀河団中心のAGNの活動が加熱源の役割を果たしていないかどうか調べている。特に AGN が放出す るジェットは、それ自体が興味深い研究対象であり、その進化についても研究を 行っている。次に多くの銀河団にはシンクロトロン電波放射が見られるが、これ は銀河団全体に宇宙線(~GeV)が充満しているためと解釈されている。我々は この宇宙線加速メカニズムの解明にも取り組んでいる。
 我々はこれらのテーマに、理論と観測の両面から挑んでいる。