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ASTRO-H衛星の超高分解能分光観測による中性子星のコンパクトネスの研究

Research Project

Project/Area Number 16J05852
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Astronomy
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

窪田 恵  東京理科大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords宇宙 / X線 / 中性子星 / X線天文 / 元素合成
Outline of Annual Research Achievements

中性子星低質量X線連星系 LMXBは、太陽質量以下の比較的軽い星と、中性子星との連星系で、伴星から絶えず中性子星に質量降着が起きている。伴星からの降着物質は、角運動量を保持したまま降着し、降着円盤を形成する。また、この系に属する中性子星は磁場が弱いため、降着物質は中性子星表面に堆積し、臨界温度を超えると核融合反応を起こし爆発する (Type-I バースト)。
伴星からの降着物質が主に水素であるため、中性子星表面は陽子過剰な環境であることが期待され、このような環境下で核融合反応が起こると、早い陽子捕獲反応 (rp-過程) が進行し、Z~50 の重元素が生成されることが理論的に示唆されているが、直接的な証拠は得られていない。
LMXB はスペクトル形状から、ソフト状態とハード状態に分けられる。ソフト状態は、降着円盤からの軟X線放射 (主に 10 keV 以下) が卓越している時期であり、ハード状態は、中性子星表面もしくは円盤からの黒体輻射が中性子星周辺に存在する希薄な高温プラズマ (コロナ) によって逆コンプトン散乱されて、硬X線で明るい時期に対応する。これまでの研究から、LMXBの観測スペクトルは、どちらの状態においても大局的には、降着円盤から放射と、コンプトン散乱された2つの成分で説明できることが知られている。しかし、典型的な中性子星 LMXB である Aql X-1のエネルギースペクトルのおよそ30 keV付近に、前述の2つの成分では説明できない超過構造があることを私たちは見つけた。そこで、この構造がrp-過程で生成された元素からのK殻放射である可能性について、定量的に検討した。スペクトル解析の結果、K吸収端のエネルギーが26keV、電子温度が11 keV の再結合放射で矛盾無く説明できることがわかった。またこの結果は、先行する理論研究ともよく合う結果であった。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results)

  • [Journal Article] An enigmatic hump around 30 keV in Suzaku spectra of Aquila X-1 in the hard state2019

    • Author(s)
      Kubota Megu、Tamagawa Toru、Makishima Kazuo、Nakano Toshio、Iwakiri Wataru、Sugizaki Mutsumi、Ono Ko
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 71 Issue: 2 Pages: 33-33

    • DOI

      10.1093/pasj/psy148

    • NAID

      130008148320

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Discovery of Redshifted He-like Iron Absorption Line from Luminous Accreting Neutron Star SMC X-12018

    • Author(s)
      Kubota Megu、Odaka Hirokazu、Tamagawa Toru、Nakano Toshio
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 868 Issue: 2 Pages: L26-L26

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aaef76

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Performance of the PRAXyS X-ray polarimeter2016

    • Author(s)
      Iwakiri, W. B.; Black, J. K.; Cole, R.; Enoto, T.; Hayato, A.; Hill, J. E.; Jahoda, K.; Kaaret, P.; Kitaguchi, T.; Kubota, M.; Marlowe, H.; McCurdy, R.; Takeuchi, Y.; Tamagawa, T.
    • Journal Title

      Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A

      Volume: 838 Pages: 89-95

    • DOI

      10.1016/j.nima.2016.09.024

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 中性子星大気中における重元素存在の可能性2019

    • Author(s)
      窪田めぐ、玉川徹、牧島一夫、岩切渉、中野俊男、杉崎睦、小野光
    • Organizer
      北大宇核連研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Aquila X-1 「すざく」スペクトルにおける30 keV 付近の未解明なハンプ構造2019

    • Author(s)
      窪田めぐ、玉川徹、牧島一夫、岩切渉、中野俊男、杉崎睦、小野光
    • Organizer
      日本物理学会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 明るい降着型パルサーSMC X-1 からの高電離鉄吸収線の発見とその解釈2019

    • Author(s)
      小高裕和、窪田恵、玉川徹、中野俊男
    • Organizer
      日本物理学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Aquila X-1 「すざく」スペクトルにおける30 keV 付近の未解明なハンプ構造の調査2019

    • Author(s)
      窪田めぐ、玉川徹、牧島一夫、岩切渉、中野俊男、杉崎睦、小野光
    • Organizer
      高宇連研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 大質量X線連星 SMC X-1からの高電離鉄吸収線の発見とその起源2018

    • Author(s)
      窪田めぐ、小高裕和、中野俊男、玉川徹
    • Organizer
      日本天文学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] An enigmatic hump around 30 keV in Suzaku spectra of Aquila X-12018

    • Author(s)
      Megu Kubota, Toru Tamagawa, Kazuo Makishima, Toshio Nakano, Wataru Iwakiri, Tomoki Kimura, Motoko Serino, Mutsumi Sugizaki
    • Organizer
      COSPER 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高エネルギー X 線の偏光を検出するマイクロパターン TPC 型偏光計の開発2018

    • Author(s)
      若松孝也、大久保美穂、窪田恵、周圓輝、小田苑会、早藤麻美、中野俊男、北口貴雄、岩切渉、玉川 徹、榎戸 輝揚
    • Organizer
      日本天文学会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 中性子星大気中における Z=52 付近の重元素の存在2017

    • Author(s)
      窪田恵、玉川徹、牧島一夫、芹野素子、岩切渉、杉崎睦、中野俊夫、小野光
    • Organizer
      日本天文学会
    • Place of Presentation
      九州大学 (福岡県、福岡市)
    • Year and Date
      2017-03-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] X線偏光観測衛星PRAXySの進捗(4)2017

    • Author(s)
      玉川徹、早藤麻美、岩切渉、中野俊男、深沢奏司、水野恒史、北口貴雄、田中慎之、戸田皓陽、榎戸輝揚、窪田恵、西田和樹、田原譲、三石郁之、菅沼亮紀、幅良統、林田清、井上翔太、Keith Jahoda、Joanne Hill、ほかPRAXyS衛星チーム
    • Organizer
      日本天文学会
    • Place of Presentation
      九州大学 (福岡県、福岡市)
    • Year and Date
      2017-03-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] PRAXyS衛星に搭載する光電子追跡型X線偏光計の偏光角再構成法2017

    • Author(s)
      北口貴雄、深沢奏司、水野恒史、玉川徹、早藤麻美、岩切渉、中野俊男、窪田恵、榎戸輝揚、ほかPRAXySチーム
    • Organizer
      日本天文学会
    • Place of Presentation
      九州大学 (福岡県、福岡市)
    • Year and Date
      2017-03-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] PRAXyS衛星搭載のX線ミラーと偏光計のビームラインによる性能評価2017

    • Author(s)
      中野俊男、玉川徹、早藤麻美、岩切渉、窪田恵、北口貴雄、田中慎之、戸田皓陽、水野恒史、深沢奏司、三石郁之、田原譲、井上翔太、林田清、榎戸輝揚、Keith Jahoda、Joanne Hill-Kittle、ほかPRAXySチーム
    • Organizer
      日本天文学会
    • Place of Presentation
      九州大学 (福岡県、福岡市)
    • Year and Date
      2017-03-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Performances of the TPC polarimeter for PRAXyS2017

    • Author(s)
      W. B. Iwkiri, T. Kitaguchi, K. Black, J. Hill, K. Jahoda, R, Cole, T. Tamagawa, A. Hayato, Y. Takeuchi, M. Kubota, T. Enoto, P. Kaaret, H. Marlowe, R. McCurdy
    • Organizer
      2nd CORE-U Conference: Cosmic Polarimetry from Micro to Macro Scales
    • Place of Presentation
      広島大学 (広島県、東広島市)
    • Year and Date
      2017-02-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Study of the gain uniformity and high voltage tolerance of the GEM for a space application2017

    • Author(s)
      Z. Yuanhui, S. Oda, T. Nakano, A. Hayato, W. Iwakiri, M. Kubota, T. Kitaguchi, T. Enoto, and T. Tmagawa
    • Organizer
      2nd CORE-U Conference: Cosmic Polarimetry from Micro to Macro Scales
    • Place of Presentation
      広島大学 (広島県、東広島市)
    • Year and Date
      2017-02-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高エネルギーX線を検出するマイクロパターンTPC型偏光計の開発2017

    • Author(s)
      早藤麻美、中野俊男、北口貴雄、玉川徹、岩切 渉、若松孝也、大久保美穂、窪田恵、榎戸輝揚
    • Organizer
      日本天文学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Time Projection Chamberとフーリエ合成による撮像偏光計の基礎研究2017

    • Author(s)
      中野俊男、玉川徹、早藤麻美、岩切渉、北口貴雄、榎戸輝揚、窪田恵
    • Organizer
      日本天文学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 偏光観測衛星IXPE搭載用GEMの画像処理を用いた品質検査法の開発2017

    • Author(s)
      周圓輝、村田直人、窪田恵、小田苑会、大久保美穂、若松孝也、玉川徹、中野俊男、早藤麻美、岩切渉、北口貴雄、榎戸輝揚
    • Organizer
      日本天文学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] IXPE 衛星搭載用 GEM の評価2017

    • Author(s)
      周圓輝、村田直人、窪田恵、小田苑会、大久保美穂、若松孝也、玉川徹、中野俊男、早藤麻美、岩切渉、北口貴雄、榎戸輝揚
    • Organizer
      MPGD研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 高エネルギーX線の偏光を検出する TPC 型偏光計の開発2017

    • Author(s)
      大久保美穂、早藤麻美、若松孝也、中野俊男、玉川徹、北口貴雄、窪田恵、小田苑会、周圓輝、岩切渉、榎戸輝揚
    • Organizer
      MPGD研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Improvement of GEM gain uniformity: production and verification techniques2017

    • Author(s)
      M. Kubota, Z. Yuanhui, T. Enoto, A. Hayato, W. Iwakiri, T. Kitaguchi, T. Nakano, S. Oda, T. Tamagawa
    • Organizer
      MPGD 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The GEM stability test against frequent high voltage on and off switching2017

    • Author(s)
      S. Oda, Dr. A. Hayato, K. Nishida, M. Kubota, T. Kitaguchi, T. Enoto, T. Tamagawa, T. Nakano, W. Iwakiri, Y. Zhou
    • Organizer
      MPGD 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Possible concentration of elements with Z~50 in the atmosphere of mass-accreting neutron star2016

    • Author(s)
      Kazuo Makishima, Toru Tamagawa, Megu Kubota, Motoko Serino, Wataru B. Iwakiri, Mutsumi Sugizaki, and Ko Ono
    • Organizer
      NSMAT 2016
    • Place of Presentation
      東北大学 (宮城県、仙台市)
    • Year and Date
      2016-11-21
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 低質量X線連星系のハード状態スペクトルに見られる速い陽子捕獲反応の痕跡2016

    • Author(s)
      玉川徹, 牧島一夫, 芹野素子, 岩切渉, 小野光, 窪田恵
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      宮崎大学 (宮崎県、宮崎市)
    • Year and Date
      2016-09-21
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 光電子追跡型X線偏光計の飛跡画像処理の開発2016

    • Author(s)
      北口貴雄, 玉川徹, 早藤麻美, 榎戸輝揚, 岩切渉, 中野俊男, 窪田恵, 西田和樹
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      宮崎大学 (宮崎県、宮崎市)
    • Year and Date
      2016-09-21
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] X線偏光観測衛星PRAXySの進捗状況2016

    • Author(s)
      玉川徹、岩切渉、中野俊男、早藤麻美、北口貴雄、水野恒史、深沢奏司、榎戸輝揚、窪田恵、西田和樹、田原譲、三石郁之、幅良統、林田清、Keith Jahoda、Joanne Hill、ほかPRAXyS衛星チーム
    • Organizer
      日本天文学会
    • Place of Presentation
      愛媛大学 (愛媛県、松山市)
    • Year and Date
      2016-09-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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