( SNR for HXMT? ) SNRs with HXMT

陈阳、卢方军

1. Non-thermal X-ray shellsHXMT 在 SNR 方面的一项巨大优势，是能在 20keV 以上把非热辐射凸显出来。

Chandra 新发现数（近十）个超新星遗迹边缘 X 射线非热（同步加速）辐射 其它 SNR 中，与热辐射混杂的非热成分怎么发现、测定？ HXMT 容易看得清楚

例如， SNR N132D ，热成分 + 硬尾巴，硬尾巴是非热谱吗？

与宇宙线的关系 银河系内 VHE 宇宙线主要是来自哪里 ?

产生效率如何？ SNRs? PWNe? Pulsars? Binaries?...

超新星遗迹伽玛射线是轻子还是强子产生？各自比例？

lepton: IC, Bremsstrahlung

hadron: p-p collision

HXMT 在 20-300keV 对 SNR 的观测，将对轻、强子辐射、加速效率给出较清晰的限定

“knee”

Bertaina et al. 2008

CRs below the “knee” of Galactic origin

Hadronic vs. leptonic: RX J1713-3946

Uchiyama+ 2007: Chandra

Aharonian+ 2004: HESS

Abdo+ 2011: Fermi-LAT

Tycho: SN1572

Emission from SNR-MC system

1,5: secondary

2,4: primary electrons

3: pion decay

105M ☉, 120cm-3, B=20G, t=2000yr

(Gabici et al. 2009)

500, 2k, 8k, 32k yr

我们将建议对银河系内年轻（邻近）超新星遗迹进行 1-250 keV 巡测，以建立大样本。从 10 keV 以下的低能到 250 keV 之间非热 X 射线光度和幂律的变化，对研究宇宙线加速机制和星际条件如磁场分布等问题都能提供很有价值的观测信息。 与国际上其它硬 X 射线望远镜如 INTEGRAL和 Swift 相比， HXMT 有更宽的能量覆盖和更高的定点观测灵敏度。比起 NuStar ？

2. 脉冲星风云（ PWNe ）

脉冲星风云在超新星遗迹中具有显著较硬的 X 射线谱，所以硬 X 射线观测非常：

有利于在超新星遗迹中凸显或探测到脉冲星风云；有助于新的年轻脉冲星的发现，如 ASCA观测 G11.2-0.3 。

1keV (e.g. Chandra) 到 300keV (HXMT) 相结合， 揭示 PWN 不同尺度内的同步加速辐射 考察 X 射线同步辐射谱指数变化

对脉冲星风云中相对论性粒子的加速、分布、能量输运及脉冲星风云的结构特性加以限制甚至推定。

LX-Ė relation in 20-300keV?

(Einstein: 0.2-4 keV)

Mechanism?No explanation yet!

在 20-300keV 如何？能否提供新线索？

ROSAT & ASCA 结果类似；广泛用于推断脉冲星风云中未探测到的脉冲星的物理特性。

3. SNR 对银河系 X 射线背景的贡献一，基于 RXTE 观测，银脊较软 (3-20 keV) X 射线的强度分布与近红外亮度分布大致相合，似乎与河内恒星质量分布相匹配，因而认为银脊 X射线背景辐射起源于弱的 X 射线点源，主要是激变变星和星冕活跃双星；

二，基于 Chandra 2-10keV 深度观测，银脊的 X 射线流量远非所有可能的 X 射线点源所能提供，因而认为银道面背景辐射确实主要是弥漫辐射；有多少超新星遗迹的贡献？

我们希望利用我国的 HXMT展开此问题的探讨：

i) 在空间亮度分布方面，观测获得银脊 20 keV 以上硬 X 射线的强度分布，来与近红外亮度分布进行进一步比较，考察在这一硬 X 射线波段是否与银河系恒星质量分布匹配；ii) 在谱分布方面，获得银脊硬 X 射线谱，结合 Chandra 等设备的软 X 射线（ 10 keV 以下）的数据，研究其起源于未分辨恒星抑或是弥漫的热、非热辐射。

尤其是：下页！

Fermi skymap & Fermi bubbles

Fermi-LAT allsky map of the gamma-ray sky (Knödlseder et al. 2010)

Fermi-bubbles (Su et al. 2010)

硬 X 射线非热辐射，对轻子辐射比例、相对论性轻子起源的提示。

4 、超新星遗迹的核谱线

BeppoSAX 观测到了来自于 Cas A 的 44Ti

国际竞争

和以往的望远镜相比， HXMT 在研究 20keV 以上的定点观测灵敏度有优势，加之其 1-250keV的宽波段覆盖，对于确定 SNR 硬 X 射线能谱形状和流强有一定优势，非常有助于探讨其中宇宙线辐射机理。HXMT 可以探测 SNR 的核谱线，但是会受到NuSTAR 的有力挑战。HXMT 可以研究 Crab 、 B1509-58 等脉冲星的星风云的高能辐射，但是无法与 NuSTAR竞争。