Development of X-ray polarimetry with bent Si crystals and CFRP substrate

• Project/Area Number: 15K21679
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Astronomy; Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: Iizuka Ryo 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 研究開発員 (50548120)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2015: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: X線天文学 / X線偏光計 / ブラッグ反射 / CFRP / シリコン結晶 / 湾曲結晶

Outline of Final Research Achievements

X-ray polarization is the key to search for the spatial structure and emission mechanism around the celestial object in the extreme condition. However, the progress for the polarimetry is considerably delayed because of technical difficulties. In order to make a breakthrough in the field of X-ray polarimetry, we have developed a Bragg-type polarimeter which large effective area and high polarization sensitivity which is specialized near the iron emission line, by using CFRP for the paraboloid of revolution and sticking a Si single crystal. As a results, we have established a method to fabricate a large paraboloid of revolution mirror by integrally molding CFRP and Si crystal. The simulation from the evaluated results found that the produced polarimeter is the optimum optical system.

Research Products

• [Journal Article] Hitomi Constraints on the 3.5 keV Line in the Perseus Galaxy Cluster (2016)
  • Author(s): Aharonian, F. A., Akamatsu, H, Terada, Y. et al (Hitomi collaboration)
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters Volume: 837 Issue: 1 Pages: 15-23
  • DOI: 10.3847/2041-8213/aa61fa
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Large X-ray flares on stars detected with MAXI/GSC: A universal correlation between the duration of a flare and its X-ray luminosity (2016)
  • Author(s): Y. Tsuboi, K. Yamazaki, Y. Sugawara, A. Kawagoe, S. Kaneto, R. Iizuka, T. Matsumura, S. Nakahira, M. Higa, M. Matsuoka, M. Sugizaki, Y. Ueda, N. Kawai, M. Morii, M. Serino, T. Mihara, H. Tomida, S. Ueno, H. Negoro, N. Isobe, H. Tsunemi, et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 68 Issue: 5 Pages: 90-90
  • DOI: 10.1093/pasj/psw081
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Examining the angular resolution of the ASTRO-H's soft x-ray telescopes (2016)
  • Author(s): Sato, Toshiki et al.
  • Journal Title: Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems Volume: 2 Issue: 4 Pages: 044001-044001
  • DOI: 10.1117/1.jatis.2.4.044001
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Development of X-ray spectroscopic polarimetry with bent Si crystals and CFRP substrate (2016)
  • Author(s): Iizuka, Ryo; Izumiya, Takanori; Tsuboi, Yohko
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: 9905 Pages: 99055E-99055E
  • DOI: 10.1117/12.2231166
  • Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Point spread function of ASTRO-H Soft X-ray Telescope (SXT) (2016)
  • Author(s): Hayashi, Takayuki et al.
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: 9905 Pages: 99055D-99055D
  • DOI: 10.1117/12.2232007
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Ray-tracing simulation and in-orbit performance of the ASTRO-H hard x-ray telescope (HXT) (2016)
  • Author(s): Matsumoto, H., H.; Awaki, H., et al.
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: 9905 Pages: 990541-990541
  • DOI: 10.1117/12.2232135
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Reflectivity around the gold L-edges of x-ray reflector of the soft x-ray telescope onboard ASTRO-H (2016)
  • Author(s): Maeda, Y., Kikuchi, N., Kurashima, S., Ishida, M., Iizuka, R., Hayashi, T., Okajima, T., Matsumoto, H., Mitsuishi, I., Saji, S., Sato, T., Tachibana, S., Mori, H., Christensen, F., Brejnholt, N., Nitta, K., Uruga, T.
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: 9905 Pages: 99053Z-99053Z
  • DOI: 10.1117/12.2232727
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Reflectivity around the gold M-edges of x-ray reflector of the Soft X-ray Telescope onboard ASTRO-H (2016)
  • Author(s): Kurashima, Sho et al.
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: 9905 Pages: 99053Y-99053Y
  • DOI: 10.1117/12.2231173
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The ASTRO-H SXT performance to the large off-set angles (2016)
  • Author(s): Sato, Toshiki et al.
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: 9905 Pages: 99053X-99053X
  • DOI: 10.1117/12.2232175
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] In-flight verification of the calibration and performance of the ASTRO-H (Hitomi) Soft X-Ray Spectrometer (2016)
  • Author(s): M. Leutenegger; M. Audard; K. Boyce; G. Brown; M. Chiao; M. Eckart; R. Fujimoto; A. Furuzawa; M. Guainazzi; D. Haas; J. den Herder; T. Hayashi; R. Iizuka; M. Ishida; Y. Ishisaki; R. Kelley; N. Kikuchi; C. Kilbourne; S. Koyama; et al.
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: Volume 9905 Pages: 99053U-99053U
  • DOI: 10.1117/12.2234230
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Performance of ASTRO-H hard x-ray telescope (HXT) (2016)
  • Author(s): Awaki, H., Kunieda, H., Ishida, M., Matsumoto, H., et al.
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: 9905 Pages: 990512-990512
  • DOI: 10.1117/12.2231258
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] First peek of ASTRO-H Soft X-ray Telescope (SXT) in-orbit performance (2016)
  • Author(s): Okajima, Takashi et al.
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: 9905 Pages: 99050Z-99050Z
  • DOI: 10.1117/12.2231705
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The ASTRO-H (Hitomi) x-ray astronomy satellite (2016)
  • Author(s): Takahashi, T. et al.
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: 9905 Pages: 990510-11
  • DOI: 10.1117/12.2232379
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The quiescent intracluster medium in the core of the Perseus cluster (2016)
  • Author(s): Hitomi Collaboration et al.
  • Journal Title: Nature Volume: 535 Issue: 7610 Pages: 117-121
  • DOI: 10.1038/nature18627
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Upgrade of the 30-m x-ray pencil beam line at the Institute of Space and Astronautical Science (2015)
  • Author(s): Hayashi, Takayuki; Sato, Toshiki; Kikuchi, Naomichi; Kurashima, Sho; Nakaniwa, Nozomi; Sato, Takuro; Iizuka, Ryo; Maeda, Yoshitomo; Ishida, Manabu
  • Journal Title: Journal of Astronomical Telescopes Volume: 1 Issue: 4 Pages: 0400441-0400447
  • DOI: 10.1117/1.jatis.1.4.044004
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] An X-ray spectroscopic search for dark matter in the Perseus cluster with Suzaku (2015)
  • Author(s): Tamura et al.
  • Journal Title: PASJ Volume: 67 Issue: 2 Pages: 1-16
  • DOI: 10.1093/pasj/psu156
  • NAID: 40020435063
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 広範な協力で行われた「ひとみ」衛星の地上光学観測とその成果 (2017)
  • Author(s): 飯塚亮, 辻本匡弘, 竹井洋, 堂谷忠靖, 石田学, 大川拓也, 生田ちさと (ISAS/JAXA), 他ひとみコラボレーションチーム
  • Organizer: 日本天文学会2017年春季年会
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 2017-03-15
• [Presentation] 高角度分解能Ｘ線望遠鏡の概念検討 (2017)
  • Author(s): 前田良知, 飯塚亮, 石田学 (ISAS/JAXA), 林多佳由 (GSFC/NASA, 名古屋大学)
  • Organizer: 日本天文学会2017年春季年会
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 2017-03-15
• [Presentation] ひとみ (ASTRO-H) 搭載軟X線望遠鏡の Crab 観測による軌道上での性能評価 (2017)
  • Author(s): 倉嶋翔, 佐藤寿紀, 中庭望, 浅井龍太 (首都大学東京), 石田學, 前田良知, 飯塚亮, 上田周太朗 (ISAS), 岡島崇, 森英之, 林多佳由 (GSFC), 内田裕之、田中孝明 (京都大)、中嶋大、井上翔太 (大阪大)、森浩二 (宮崎大)、信川正順 (奈良教育大)
  • Organizer: 日本天文学会2017年春季年会
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 2017-03-15
• [Presentation] 「ひとみ(ASTRO-H)」搭載軟X線望遠鏡(SXT)の軌道上での有効面積の評価 (2017)
  • Author(s): 中庭望, 佐藤寿紀, 倉嶋翔, 浅井龍太 (首都大学東京), 石田學, 前田良知, 飯塚亮, 上田周太朗 (ISAS), 内田裕之, 田中孝明 (京都大学), 中嶋大, 井上翔太 (大阪大学), 森浩二 (宮崎大学), 信川正順 (奈良教育大学), 岡島崇, 森英之, 林多佳由 (GSFC)
  • Organizer: 日本天文学会2017年春季年会
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 2017-03-15
• [Presentation] X線天文衛星「ひとみ (ASTRO-H)」搭載硬 X 線望遠鏡 (HXT) の軌道上での性能評価 II (2017)
  • Author(s): 粟木久光 (愛媛大), 國枝秀世, 松本浩典, 石橋和紀, 田村啓輔, 田原譲, 三石郁之 (名古屋大), 古澤彰浩 (藤田保健衛生大), 宮澤拓也 (沖縄科技大), 岡島崇, 森英之, 林多佳由 (NASA/GSFC), 石田学, 前田良知, 飯塚亮 (ISAS/JAXA), 幅良統 (愛知教育大), 山内茂雄 (奈良女子大), 杉田聡司 (東工大), 吉田鉄生 (愛媛大)他「ひとみ」HXT チーム
  • Organizer: 日本天文学会2017年春季年会
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 2017-03-15
• [Presentation] Ｘ線フレアの可視光追観測システムの構築 (2017)
  • Author(s): 河合広樹, 坪井陽子, 山田宗次郎 (中央大学), 飯塚亮, 菅原泰晴 (JAXA/ISAS)
  • Organizer: 日本天文学会2017年春季年会
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 2017-03-15
• [Presentation] X-ray study of stellar flares with MAXI/GSC: A universal correlation between the duration of a flare and its X-ray luminosity (2017)
  • Author(s): Yohko Tsuboi, Kyohei Yamazaki, Yasuharu Sugawara, Atsushi Kawagoe, Soichiro kaneto, Ryo Iizuka (Chuo University), and the MAXI Team
  • Organizer: 日本天文学会2017年春季年会
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 2017-03-15
• [Presentation] 「ひとみ」によるペルセウス座銀河団のガス速度測定: (1) 速度構造 (2017)
  • Author(s): 一戸悠人 (首都大), 飯塚亮 (ISAS), 井上翔太 (大阪大), 上田周太朗 (ISAS), 太田直美 (奈良女子大), 北山哲 (東邦大), 佐藤浩介 (東京理科大), 田中桂悟 (金沢大), 田村隆幸 (ISAS), 辻本匡弘 (ISAS), 藤本龍一 (金沢大), 前田良知 (ISAS), および「ひとみ」コラボレーション
  • Organizer: 日本天文学会2017年春季年会
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 2017-03-15
• [Presentation] 「ひとみ」によるペルセウス座銀河団のガス速度測定: (2) 輝線の非ガウス性 とイオン温度への制限 (2017)
  • Author(s): 上田周太朗 (ISAS), 飯塚亮 (ISAS), 一戸悠人 (首都大), 井上翔太 (大阪大), 太田直美 (奈良女子大), 北山哲 (東邦大), 佐藤浩介 (東京理科大), 田中桂悟 (金沢大), 田村隆幸 (ISAS), 辻本匡弘 (ISAS), 藤本龍一 (金沢大), 前田良知 (ISAS), および「ひとみ」コラボレーション
  • Organizer: 日本天文学会2017年春季年会
  • Place of Presentation: 九州大学
  • Year and Date: 2017-03-15
• [Presentation] X線天文衛星「ひとみ (ASTRO-H)」:打ち上げとその後 (2016)
  • Author(s): 高橋忠幸 (JAXA, 宇宙科学研究所), ほか「ひとみ」衛星チーム
  • Organizer: 日本天文学会2017年春季年会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] X線天文衛星「ひとみ (ASTRO-H)」搭載軟 X 線望遠鏡 (SXT) の軌道上での性能評価 (2016)
  • Author(s): 前田良知, 石田学, 飯塚亮 (ISAS/JAXA), Peter Serlemitsos, Yang Soong, Takashi Okajima, Hideyuki Mori(NASA/GSFC), 林多佳由, 三石郁之, 松本浩典, 石橋和紀, 桜井郁也, 田村啓輔, 田原譲, 國枝秀世 (名古屋大), 粟木久光 (愛媛大), 古澤彰浩 (藤田保健衛生大), 宮澤拓也 (沖縄科技大), 杉田聡司 (東工大)、他「ひとみ」SXT チーム
  • Organizer: 日本天文学会2016年秋季年会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] 「ひとみ (ASTRO-H)」搭載軟 X 線望遠鏡に用いる反射鏡の反射率測定 (2016)
  • Author(s): 中庭望, 佐藤寿紀, 菊地直道, 倉嶋翔 (首都大学東京), 飯塚亮, 前田良知, 石田學 (ISAS), 岡島崇, 森英之, 林多佳由 (GSFC), 他 the ASTRO-H SXT team
  • Organizer: 日本天文学会2016年秋季年会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] X線天文衛星「ひとみ (ASTRO-H)」搭載硬 X 線望遠鏡 (HXT) の軌道上 での性能評価 (2016)
  • Author(s): 粟木久光 (愛媛大), 國枝秀世, 松本浩典, 石橋和紀, 田村啓輔, 田原譲, 三石郁之 (名古屋大), 古澤彰浩 (藤田保健衛生大), 宮澤拓也 (沖縄科技大), 岡島崇, 森英之, 林多佳由 (NASA/GSFC), 石田学, 前田良知, 飯塚亮 (ISAS/JAXA), 幅良統 (愛知教育大), 山内茂雄 (奈良女子大), 杉田聡司 (東工大), 他「ひとみ」HXT チーム
  • Organizer: 日本天文学会2016年秋季年会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] 「ひとみ (ASTRO-H)」搭載 アラインメントモニタシステム (AMS) の軌道上性能評価 (2016)
  • Author(s): 飯塚亮, 石田学, 上野史郎, 河野太郎, 石村康生 (ISAS/JAXA), 湯浅孝行 (理研), Koujelev Alexandre, Moroso Franco (ASC/CSA), Guibert Martin, Stephane Gagnon, Timothy Elgin (Neptec), Gallo Luigi C. (Saint Mary’s University), 他「ひとみ」AMS チーム
  • Organizer: 日本天文学会2016年秋季年会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] X線天文衛星「ひとみ (ASTRO-H)」塔載機器の解析ソフトウェアの開発 (2016)
  • Author(s): 寺田幸功 (埼玉大学)ほか、「ひとみ」チーム
  • Organizer: 日本天文学会2016年秋季年会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] 湾曲結晶鏡のX線分光実験及び評価 (2016)
  • Author(s): 鈴木涼太, 坪井陽子 (中央大学), 飯塚亮 (宇宙科学研究所), 泉谷喬則, 佐々木亮, 白井沙季 (中央大学)
  • Organizer: 日本天文学会2016年秋季年会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] Development of x-ray spectroscopic polarimetry with bent Si crystals and CFRP substrate (2016)
  • Author(s): Ryo Iizuka, Institute of Space and Astronautical Science (Japan); Takanori Izumiya, Yohko Tsuboi, Chuo Univ. (Japan)
  • Organizer: SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation
  • Place of Presentation: Edinburgh International Conference Centre
  • Year and Date: 2016-06-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 湾曲結晶を用いたX線偏光計の開発 (2016)
  • Author(s): 飯塚亮 (ISAS/JAXA), 泉谷喬則, 坪井陽子 (中央大学)
  • Organizer: 日本天文学会2016年春季年会
  • Place of Presentation: 首都大学東京
  • Year and Date: 2016-03-15
• [Presentation] ASTRO-H SXT用反射鏡の金のL吸収端付近の反射率測定と応答関数構築用の原子散乱因子 (2016)
  • Author(s): 菊地直道, 佐藤寿紀 , 倉嶋翔 (首都大学東京), 石田學, 前田良知, 飯塚亮 (ISAS/JAXA), 林多佳由, 岡島崇 (NASA/GSFC), 佐治重孝, 立花献, (名古屋大学), 宇留賀朋哉, 新田清文 (JASRI/SPring- 8), ほか measurements collaborations
  • Organizer: 日本天文学会2016年春季年会
  • Place of Presentation: 首都大学東京
  • Year and Date: 2016-03-15
• [Presentation] ASTRO-H搭載軟Ｘ線望遠鏡の迷光の較正 (2016)
  • Author(s): 倉嶋翔, 佐藤寿紀, 菊地直道, 中庭望 (首都大学東京), 飯塚亮, 前田良知, 石田學 (ISAS), 岡島崇, 森英之, 林多佳由 (GSFC), 他 the ASTRO-H SXT team
  • Organizer: 日本天文学会2016年春季年会
  • Place of Presentation: 首都大学東京
  • Year and Date: 2016-03-15
• [Presentation] Ray-tracing による ASTRO-H 搭載軟 X 線望遠鏡の結像性能の再現 (2015)
  • Author(s): 佐藤寿紀 (首都大学東京), 飯塚亮, 林多佳由, 前田良知, 石田學 (ISAS), 古澤彰浩 (名古屋大), 森英之 (GSFC), 菊地直道, 倉島翔, 中庭望 (首都大学東京), 岡島崇,Peter J. Serlemitosos,Yang Soong,Lorella Angelini,Tahir Yaqoob(GSFC), 他 the ASTRO-H SXT team
  • Organizer: 日本天文学会2015年秋季年会
  • Place of Presentation: 甲南大学
  • Year and Date: 2015-09-09
• [Presentation] ASTRO-H SXT 用反射鏡の M 吸収端付近の反射率測定 (2015)
  • Author(s): 倉嶋翔 (首都大学東京), 古澤彰浩 (名古屋大学), 佐藤寿紀, 菊地直道 (首都大学東京), 前田良知, 石田學, 飯塚亮 (ISAS), 岡島崇, 森英之 (NASA/GSFC), 松本浩典, 田村啓輔, 石橋和紀, 林多佳 由, 宮澤拓也, 岩瀬敏博, 前島将人, 吉川駿 (名古屋大学)
  • Organizer: 日本天文学会2015年秋季年会
  • Place of Presentation: 甲南大学
  • Year and Date: 2015-09-09
• [Patent(Industrial Property Rights)] X線分光偏光計 (2016)
  • Inventor(s): 飯塚亮、坪井陽子
  • Industrial Property Rights Holder: 飯塚亮、坪井陽子
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2016-048851
  • Filing Date: 2016-03-11
• [Patent(Industrial Property Rights)] 望遠鏡システム (2016)
  • Inventor(s): 前田良知、石田学、飯塚亮、林多佳由
  • Industrial Property Rights Holder: 前田良知、石田学、飯塚亮、林多佳由
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2016-078208
  • Filing Date: 2016-04-08