X線ガンマ線偏光をプローブとした、系内コンパクト天体における粒子加速の探査

• 研究課題/領域番号: 25287059
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 水野 恒史 広島大学, 宇宙科学センター, 准教授 (20403579)
• 連携研究者: 高橋 弘充 広島大学, 理学系研究科, 助教 (10536775) ; 深沢 泰司 広島大学, 理学系研究科, 教授 (60272457) ; 田島 宏康 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (80222107) ; 田中 孝明 京都大学, 理学系研究科, 助教 (20600406)
• 研究協力者: 榎戸 輝揚 京都大学, 白眉センター, 准教授 (20748123)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 14,820千円 (直接経費: 11,400千円、間接経費: 3,420千円); 2015年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2014年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2013年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
• キーワード: 宇宙物理（実験） / X線ガンマ線天文学 / 偏光 / 粒子加速 / コンパクト天体

研究成果の概要

系内コンパクト天体における粒子加速の探査のため、X線偏光計(PoGOLite気球実験)を用いた天体観測、ガンマ線偏光観測装置(「ひとみ」衛星搭載SGD検出器)の開発、ピクセル型光検出器(PPD)を用いた将来装置の基礎開発、現行のX線衛星を用いたコンパクト天体の観測を進めた。PoGOLite気球実験は「かに星雲」「はくちょう座X-1」を観測し、SGDは視野を絞るコリメータ装置の開発と検出器のプロトタイプを用いた偏光ビーム試験を行い、PPDを用いた将来装置の基礎開発ではエネルギー閾値を評価し、現行のX線衛星を用いた研究ではガンマ線天体の観測を行った。いずれの成果も原著論文としてとりまとめた。

研究成果

• [雑誌論文] Study of the polarimetric performance of a Si/CdTe semiconductor Compton camera for the Hitomi satellite (2016)
  • 著者名/発表者名: J. Katsuta, T. Takahashi et al. (SGD Team)
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods A 巻: 840 ページ: 51-58
  • DOI: 10.1016/j.nima.2016.09.057
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hard x-ray imaging polarimeter for PolariS (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashida, J. Kim, M. Sadamoto, K. Yoshinaga, S. Gunji, T. Mihara, Y. Kishimoto, H. Kubo, T. Mizuno, H. Takahashi, T. Dotani, D. Yonetoku, T. Nakamori, T. Yoneyama, Y. Ikeyama, F. Kamitsukasa
  • 雑誌名: Proc. SPIE 巻: 9905 ページ: 99051A-99051A
  • DOI: 10.1117/12.2232472
• [雑誌論文] The soft gamma-ray detector (SGD) onboard ASTRO-H (2016)
  • 著者名/発表者名: Shin Watanabe, Yuto Ichinohe (9/42), et al.
  • 雑誌名: Proc. SPIE 9905, Space Telescopes and Instrumentation 2016: Ultraviolet to Gamma Ray 巻: 9905 ページ: 990513-990513
  • DOI: 10.1117/12.2231962
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The ASTRO-H (Hitomi) x-ray astronomy satellite (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, T. et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9905 ページ: 990510-11
  • DOI: 10.1117/12.2232379
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Suzaku Observation of the Fermi Cygnus Cocoon: The Search for a Signature of Young Cosmic-Ray Electrons (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Mizuno, T. Tanabe, H. Takahashi, K. Hayashi, R. Yamazaki, I. Grenier, L. Tibaldo
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 803 号: 2 ページ: 741-9
  • DOI: 10.1088/0004-637x/803/2/74
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Observation of Polarized Hard X-ray Emission from the Crab by the PoGOLite Pathfinder, (2015)
  • 著者名/発表者名: Chauvin, M et al.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 456 号: 1 ページ: L84-L88
  • DOI: 10.1093/mnrasl/slv177
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development and calibration of fine collimators for the ASTRO-H Soft Gamma-ray Detector (2014)
  • 著者名/発表者名: Mizuno, T., Kimura, D., Fukazawa, Y., Furui, S., Goto, K., Hayashi, T., Kawabata, K. S., Kawano, T., Kitamura, Y., Shirakawa, H., Tanabe, T., Makishima, K., Nakajima, K., Nakazawa, K., Fukuyama, T., Ichinohe, Y., Ishimura, K., Ohta, M., Sato, T., Takahashi, T. et al.
  • 雑誌名: Proc. of SPIE 巻: 9144 ページ: 91445F-91445F
  • DOI: 10.1117/12.2054649
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Soft gamma-ray detector (SGD) onboard the ASTRO-H mission (2014)
  • 著者名/発表者名: Fukazawa, Y., Tajima, H., Watanabe, S., Blandford, R., Hayashi, K., Harayama, A., Kataoka, J., Kawaharada, M., Kokubun, M., Laurent, P., Lebrun, F., Limousin, O., Madejski, G. M., Makishima, K., Mizuno, T., Mori, K., Nakamori, T., Nakazawa, K., Noda, H., Odaka, H. et al.
  • 雑誌名: Proc. of SPIE 巻: 9144 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1117/12.2055292
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Data acquisition system and ground calibration of polarized gamma-ray observer (PoGOLite) (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Takahashi, M. Chauvin, Y. Fukazawa, M. Jackson, T. Kamae, T. Kawano, M. Kiss, M. Kole, V. Mikhalev, T. Mizuno, E. Moretti, M. Pearce, S. Rydstrom
  • 雑誌名: Proc. SPIE 巻: 9144 ページ: 91444I-91444I
  • DOI: 10.1117/12.2056723
• [学会発表] 硬 X 線偏光検出器 PoGOLite の読み出し回路の改良 (3) (2017)
  • 著者名/発表者名: 大橋礼恵、高橋弘充、河野貴文、内田和海、水野恒史、深沢泰司ほかPoGOLiteチーム
  • 学会等名: 日本天文学会春の年会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] Study of performance of a plastic scintillator + MPPC system in low energy X-ray (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Torigoe, T. Mizuno, H. Takahashi, Y. Fukazawa
  • 学会等名: 2nd Core-U International Conference: Cosmic Polarimetry from Micro to Macro Scale
  • 発表場所: Hiroshima University
  • 年月日: 2017-02-17
  • 国際学会
• [学会発表] 硬X線偏光検出器PoGOLite気球実験：2016年の再フライト (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋弘充、水野恒史ほかPoGOLiteチーム
  • 学会等名: 日本物理学会秋の年会
  • 発表場所: 宮崎大学
  • 年月日: 2016-09-21
• [学会発表] 「すざく」による広がったTeVガンマ線源VER J2019+368のX線観測(3) (2016)
  • 著者名/発表者名: 水野恒史、田中慎之、高橋弘充、勝田隼一郎、林克洋、山崎了
  • 学会等名: 日本物理学会秋の年会
  • 発表場所: 宮崎大学
  • 年月日: 2016-09-21
• [学会発表] 硬 X 線偏光検出器 PoGOLite 気球実験:2016 年の再フライト (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋弘充、水野恒史ほかPoGOLiteチーム
  • 学会等名: 日本天文学会秋の年会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] 硬 X 線偏光検出器 PoGOLite の読み出し回路の改良 (2) (2016)
  • 著者名/発表者名: 大橋礼恵、高橋弘充、河野貴文、内田和海、水野恒史、深沢泰司ほかPoGOLiteチーム
  • 学会等名: 日本天文学会秋の年会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] 広がったTeVガンマ線源VER J2019+368のX線観測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中慎之、水野恒史、高橋弘充、勝田隼一郎、林克洋、山崎了
  • 学会等名: 日本天文学会秋の年会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] 「すざく」による広がったTeVガンマ線放射VER J2019+308 のX線観測（2） (2016)
  • 著者名/発表者名: 水野恒史ほか
  • 学会等名: 日本物理学会春の年会
  • 発表場所: 東北学院大学、宮城県
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 硬X線偏光検出器PoGOLite気球実験:2016年の再フライトに向けての準備状況 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋弘充、水野恒史ほか
  • 学会等名: 日本天文学会春の年会
  • 発表場所: 首都大学東京、東京都
  • 年月日: 2016-03-14
• [学会発表] ASTRO-H衛星搭載 軟ガンマ線検出器(SGD)コンプトンカメラの偏光ビーム試験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 枝廣育実、水野恒史ほか
  • 学会等名: 日本天文学会春の年会
  • 発表場所: 首都大学東京、東京都
  • 年月日: 2016-03-14
• [学会発表] 「すざく」による広がったTeVガンマ線放射VER J2019+308 のX線観測（1） (2015)
  • 著者名/発表者名: 水野恒史ほか
  • 学会等名: 日本物理学会秋の年会
  • 発表場所: 大阪市立大学、大阪府
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] Study of a detector system for high-energy astrophysical objects using a combination of plastic scintillator and MPPC (2015)
  • 著者名/発表者名: 中岡竜也、水野恒史ほか
  • 学会等名: 10th International "Hiroshima" Symposium on the Development and Application of Semiconductor Tracking Detectors
  • 発表場所: International Conference Center, Xi'an, China
  • 年月日: 2015-09-25
  • 国際学会
• [学会発表] 硬X線偏光検出器PoGOLiteの読み出し回路の改良 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大橋礼恵、水野恒史ほか
  • 学会等名: 日本天文学会秋の年会
  • 発表場所: 甲南大学、兵庫県
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] 「すざく」による白鳥座に発見されたガンマ線超過のＸ線探査（2） (2015)
  • 著者名/発表者名: 水野恒史、田辺利明、高橋弘充、林克洋、山崎了、I. Grenier, L. Tibaldo
  • 学会等名: 日本物理学会春の年会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] 硬Ｘ線偏光検出器ＰｏＧＯＬｉｔｅ気球実験：2016年の再フライトへ向けて (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋弘充、河野貴文、水野恒史、深沢泰司、釜江常好、片岡淳、田島宏康、高橋忠幸、河合誠之、M. Pearce, M. Chauvin, M. Kiss, M. Kole, V. Mikhalev, E. Moretti
  • 学会等名: 日本物理学会春の年会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] 硬X線偏光検出器PoGOLite気球実験:2016年の再フライトへ向けて (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋弘充、河野貴文、水野恒史、深沢泰司、釜江常好、田島宏康、 片岡淳、高橋忠幸、河合誠之, M. Pearce, M. Chauvin, M. Kiss, M. Kole, V. Mikhalev, E. Moretti
  • 学会等名: 日本天文学会春の年会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [学会発表] Suzaku Observation of the Fermi Cygnus Cocoon (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Mizuno, T. Tanabe, H. Takahashi, K. Hayashi, R. Yamazaki, I. Grenier, L. Tibaldo
  • 学会等名: 5th Fermi Sumposium
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2014-10-20 – 2014-10-24
• [学会発表] PoGOLite気球実験:2013年のパスファインンダーフライト(2) (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋弘充、河野貴文、水野恒史、深沢泰司、釜江常好、田島宏康、片岡淳、高橋忠幸、河合誠之, M. Axelsson, M. Jackson, M.Kiss, W. Klamra, M. Kole, S. Larsson, E. Moretti, M. Pearce, F. Ryde, S. Rydstrom, G. Olofsson et al.
  • 学会等名: 日本天文学会秋の年会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] MPPCとプラスチックシンチレータの組み合わせを用いた天体偏光X線検出器の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中岡竜也、水野恒史、深沢泰司
  • 学会等名: 日本天文学会秋の年会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] ASTRO-H衛星搭載軟ガンマ線検出器(SGD)開発の現状 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大野雅功
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 国際基督教大学
• [学会発表] Development of a Detector for High-Energy Astrophysical Objects Using a Conbination of Plastic Scintillator and MPPC (2014)
  • 著者名/発表者名: 中岡竜也
  • 学会等名: Suzaku-MAXI 2014
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] 硬X線偏光検出器PoGOLite気球実験 2013年パスファインダーフライト (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋弘充
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 高知大学
• [学会発表] PoGOLite 気球実験：2013年のパスファインダーフライト (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋弘充
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] 宇宙硬X線偏光検出器PoGOLite気球実験の地上較正試験 (2013)
  • 著者名/発表者名: 河野貴文
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] Ultraluminous X-ray Sources
  • 著者名/発表者名: 水野恒史
  • 学会等名: HXI/SGDワークショップ
  • 発表場所: 広島大学
• [備考] X線ガンマ線偏光で高エネルギー天体を探る気球実験"PoGOLite"
  • URL: http://www-heaf.astro.hiroshima-u.ac.jp/pogo/PoGOLite.html
• [備考] X線ガンマ線偏光で高エネルギー天体を探る気球実験PoGOLite
  • URL: http://www-heaf.hepl.hiroshima-u.ac.jp/pogo/PoGOLite.html
• [備考] X線ガンマ線偏光で高エネルギー天体を探る気球実験"PoGOLite"
  • URL: http://www-heaf.hepl.hiroshima-u.ac.jp/pogo/PoGOLite.html
• [備考] X線ガンマ線偏光で高エネルギー天体を探る気球実験"PoGOLite"
  • URL: http://www-heaf.hepl.hiroshima-u.ac.jp/pogo/PoGOLite.html