超新星残骸のＸ線精密撮像分光から探るIa型超新星の親星の起源
| Project/Area Number | 16H03983 |
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
森 浩二 宮崎大学, 工学部, 准教授 (00404393)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Granted(Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥14,690,000 (Direct Cost : ¥11,300,000、Indirect Cost : ¥3,390,000)
Fiscal Year 2019 : ¥2,210,000 (Direct Cost : ¥1,700,000、Indirect Cost : ¥510,000)
Fiscal Year 2018 : ¥3,380,000 (Direct Cost : ¥2,600,000、Indirect Cost : ¥780,000)
Fiscal Year 2017 : ¥3,770,000 (Direct Cost : ¥2,900,000、Indirect Cost : ¥870,000)
Fiscal Year 2016 : ¥5,330,000 (Direct Cost : ¥4,100,000、Indirect Cost : ¥1,230,000)
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| Keywords | Ｘ線CCD / 超新星残骸 / Ｘ線CCDカメラ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、昨年度の結果を受け、ひとみ衛星に搭載したＸ線CCDカメラ「SXI」で得られたデータの詳細解析をおこなった。特に校正線源からの輝線中心値が短期間で変動している現象について調べた。まず、変動をより具体的に調べると、いずれも期待値よりも輝線中心値が上昇していることがわかった。また、その上昇は、「衛星が日照にある時間帯」および「SAA 通過直後の時間帯」であることがわかった。これらの時間帯で輝線中心値が上昇する直接的な原因は、「日照時の光漏れ」と「SAA 時に素子に貯まった電荷の掃き出しの残り」であり、それらがダーク見積りと CTI に影響を与えていることを突き止めた。SAA に関する後者については、電荷の掃き出し処理プロセスの調整をおこなえば、その後の観測では影響がでなかったと推測された。一方で、日照に関する前者については、根本的な問題であり、次の代替機搭載の CCD カメラ開発ではその対処が必須であることがわかった。これらの結果は、日本天文学会で報告をおこなった。さらに、Ｘ線CCDカメラ「SXI」の概要と軌道上の校正について、二編の論文にまとめて記録に残した。
ひとみ衛星は拡がったＸ線天体に対して精密分光を初めて可能にするカロリメータ「SXS」を搭載していた。SXS を用いてカニ星雲からの熱放射起源の輝線探索をおこない、中心部ではこれまでで最も厳しい emission measure の上限を得た。これとチャンドラのアーカイブデータの外縁での上限から、爆発時の周囲の星間物質の密度が極端に低い状況であれば、観測結果を説明できることを示した。また、N132D や G21.5 などの超新星残骸、パルサー星雲に関するSXS での観測結果も論文にまとめた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2 : Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ひとみ衛星でおこなうはずであった、カロリメーターによる超精密Ｘ線分光とそれと対を成す広視野Ｘ線CCDカメラによるＸ線撮像分光は、次のＸ線天文衛星代替機で実現することとなった。Ｘ線CCDカメラ開発においては、基本的にはひとみ衛星搭載の SXI をベースとして製作をおこない、Ｘ線CCD素子について光漏れ対策や電荷転送効率の向上を狙った改良を施すこととした。これらは、ひとみ衛星搭載の「SXI」の機上データから得られた結果を踏まえて、おこなっているものである。Ｘ線CCDの製造メーカーからは既に試作素子を入手し、昨年度はＸ線照射試験、陽子照射放射線損傷試験、可視光照射光漏れ検証試験などをおこない、現在、検証を進めているところである。ひとみ衛星で得られたはずの成果を一刻でも早く取り戻すために、Ｘ線天文衛星代替機は安全を担保しつつ最速で実現するスケジュールをたてており、Ｘ線CCDの開発もそれに沿って進められている。
以上により、本研究はおよそ当初の目的に沿って進めることができたといえる。
ひとみ衛星で得られたデータは限られていたが、それらはこれまでで人類が得た最上級のデータであり、科学的成果はもちろんのこと検出器開発やそこで得られたノウハウも論文化した。特に、カロリーメータのデータは SNR をはじめとする輝線を有する熱的放射の研究に絶大な威力を発揮し、基本的に校正観測のみであったにも関わらず二本の Nature 論文と多数の科学論文を生産した。また、今年度は他の衛星で取得された SNR のデータに注目し、データ解析を進めているところである。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はまず、他の衛星で取得された SNR のデータに注目し、データ解析を進める。特に空間分解能に優れた Chandra 衛星については、若い超新星残骸やパルサー星雲の解析を進め、空間的なスペクトルや形態の変化に着目した解析をおこなう。もともとは、ひとみ衛星の優れたエネルギー分解能でおこなう予定であったイジェクタの運動学についての研究も、精度は下がるが Chandra のデータでおこなえることもあり、また、空間分解能については向こう10年はこれより優れたデータを得ることはないので、将来のカロリメーター観測も意識して解析をおこなう。また、すざく衛星や XMM 衛星は広い視野を有しており、その特徴を活かして視直径の大きい SNR の解析を進める。
Ｘ線天文衛星代替機に搭載する新しい広視野Ｘ線CCDカメラの開発も順次進めていく。今後は素子の仕様を確定し、衛星搭載素子の製作、選定、および、地上キャリブレーションの作業が本格化していく。特に打ち上げまでの時間が限られている中で、如何に確実に安全に開発を進めていくかが鍵となる。前回のノウハウを活かしながら、不必要な行程は大胆に削除し、必要な部分に注力して開発を進めていく。
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Report
(2results)
Research Products
(21results)
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[Journal Article] Detecting Thermal X-Ray Emission and Proper Motions in RX J1713.7-39462017
Author(s)
Katsuda Satoru、Acero Fabio、Tominaga Nozomu、Ballet Jean、Fukui Yasuo、Hiraga Junko S.、Koyama Katsuji、Lee Shiu-Hang、Mori Koji、Nagataki Shigehiro、Ohira Yutaka、Petre Robert、Sano Hidetoshi、Takeuchi Yoko、Tamagawa Toru、Tsuji Naomi、Tsunemi Hiroshi、Uchiyama Yasunobu
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Journal Title
Proceedings of the International Astronomical Union
Volume : 12
Pages : 206-212
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Spatially resolved spectroscopy of a Balmer-dominated Shock in the Cygnus Loop: An Extremely Thin Cosmic-ray Precursor?2016
Author(s)
S. Katsuda, K. Maeda, Y. Ohira, Y. Yatsu, K. Mori, W. Aoki, K. Morihana, J. C. Raymond, P. Ghavamian, J.-J. Lee, J. Shimoda, R. Yamazaki
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Journal Title
The Astrophysical Journal
Volume : 819
Pages : 1-6
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Soft x-ray imager (SXI) onboard ASTRO-H2016
Author(s)
Tsunemi, Hiroshi; Hayashida, Kiyoshi; Tsuru, Takeshi Go; Dotani, Tadayasu; Nakajima, Hiroshi; Anabuki, Naohisa; Nagino, Ryo; Tanaka, Takaaki; Uchida, Hiroyuki; Ozaki, Masanobu; Natsukari, Chikara; Tomida, Hiroshi; Ueda, Shutaro; Iwai, Masachika; Nobukawa, Masayoshi; Hiraga, Junko S. et al.
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Journal Title
Proceedings of SPIE
Volume : Volume 9905
Pages : 11-11
DOI
Related Report
Int'l Joint Research
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