超新星对星系热气体晕的反馈研究

The galactic corona is an important predicetion of the galaxy formation and evolution theory. However, it is not supported by the X-ray observations. Recent observations suggest that the supernova/stellar feedback, not the accretion of intergalactic medium, plays probably a dominated role in the formation and evolution of the hot gaseous coronae. Based on the analysis of Swift survey data of nearby galaxies and multi-wavelength data of galactic coronae and supernova remnants, the proposed project will study the feedback from supernovae and the physics of X-ray emitting gas in galaxies. We will construct by far the largest sample of nearby galaxies (about 300) that have X-ray observations, in order to systematically study the spatial distribution, luminosity and thermal properties, the origin problem, and the missing baryons problem of the hot gas. Moreover, we will study the over-ionized/recombining plasma and their physical mechanisms in supernova remnants, and the process of the interaction between the metal ejecta and the interstellar medium. The combination of these two aspects will help us understand the role that the supernova feedback plays in galaxy evolution.

星系热气体晕是星系形成与演化理论的一个重要预言，但X 射线观测并不支持；相对于吸积星系际物质的模型，近年来的观测认为，恒星/超新星的质量能量反馈很可能对热气体晕的形成和演化起主要作用。本项目将通过对星系周围热气体晕X 射线辐射的研究和对超新星遗迹的多波段分析来探索超新星的反馈作用和星系中的高能气体的辐射物理。我们将围绕Swift 卫星的临近星系巡天观测，结合其他波段的结果，构建一个目前最大的X射线临近星系样本(~300)，来系统地研究热气体的空间分布、温度和光度等性质，以及热气体晕的起源、重子失踪等问题。我们还将通过分析超新星遗迹的过电离再复合辐射及其物理机制和金属元素及其与环境介质的作用，来考查能量与物质在星（系）际的输运过程，帮助我们正确理解星系演化图像。

根据近些年盘星系热气体晕的观测与理论不符的情况，星系以及星系外围气体晕的形成和演化理论受到了挑战，从大样本观测统计上探究恒星/超新星的质量能量反馈对热气体晕的形成和演化的作用是一个必然而又重要的途径。然而，在本项目执行期间，2013-2014年类似的系列研究和结果陆续发表，恒星反馈确实在其中起了重要的作用，并且与星系质量密切相关，这个问题已经得到较好的解决。我们没有必要重复这方面的研究和结果。因此，本项目成员调整了研究内容的重心，集中在项目计划的另一部分，超新星遗迹的高能辐射上。. 我们对目前超新星遗迹上的几个热点进行了研究。1. 过电离现象。我们第一次在著名的相互作用超新星遗迹 IC 443 中找到了等离子体过电离辐射，并在国际上第一次给出了过电离性质在arcmin小尺度上的空间分布。这为过电离辐射机制的确定提供了线索。这里的过电离气体我们倾向于是由于ejecta 的快速绝热膨胀导致。2. 金属分布。我们对目前普遍用来反映超新星遗迹金属元素分布的谱线等值宽度图进行了定标分析，确定了其准确性，并首次规范了这个方法；3. 激波加速。Kepler遗迹的NuSTAR数据首次在>10 keV的波段揭示了很强的非热辐射。4. 与分子云作用。我们在Mopra数据中找到了超新星遗迹CTB 37B可能与周围分子云相互作用的证据，这将为与之成协的伽马辐射源HESS J1713-381.5又增加了一个可能的对应体。同时我们收集维护的超新星遗迹与分子云作用表受到行内广泛使用。5. 超风泡。大麦哲伦星云中的超风泡N70和N185的X射线数据和光学数据显示，N70的光度主要由内部一个年轻的超新星遗迹所支持，而N185则是一个年老的超新星遗迹。. 此外，我们利用Swift数据新发现了临近星系NGC1371的中心很可能是一个低光度AGN，并且其周围有恒星形成过程。