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硬X線偏光測定で明らかにする中性子星表面近傍の強磁場環境と放射過程

Research Project

Project/Area Number 18H05861
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section 0203:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

小高 裕和  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (50610820)

Project Period (FY) 2018-08-24 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords中性子星 / 降着型パルサー / 強磁場 / 偏光 / X線 / 輻射輸送 / 硬X線 / 偏光観測
Outline of Annual Research Achievements

降着型パルサーのX線放射モデルを確立するために、理論・実験の両面で基礎的な研究を行った。
理論面では、降着型パルサーの3次元X線放射モデルを構築するための基礎検討を行った。本研究では強磁場の存在により変更された電子・光子散乱の物理プロセスをモンテカルロ放射輸送コードMONACOに導入し、強磁場を持つ中性子星表面での放射を計算することを目指している。まず実装が容易な古典的な断面積を用いて計算を行い、パルサーのX線スペクトルの観測的特徴がよく再現できることを確かめた。アプローチの妥当性が確認されたので、次のより詳細な計算に進むことができる。
観測データによる検証を実施するため予備的な解析を行った。非常に明るい降着型パルサーであるSMC X-1の「すざく」衛星によるX線観測データを用いた。この天体はエディントン限界光度を超えて輝いており、最近発見されたことで注目されている超高光度X線パルサーの謎を解く鍵になると期待できる。予備解析の途中で、高電離鉄イオンの吸収線を発見し、降着円盤の構造について新たな知見が得られたため、当初の目的と別にこれを先行してレター論文として出版した。
将来の硬X線偏光観測の実現に目指し、半導体ピクセル検出器を用いた撮像偏光システムの基礎開発を進めた。超小型衛星に搭載できるような小型の撮像系を構築するため、ピクセルサイズが10マイクロメートルより小さいCMOSセンサと微小符号化開口マスクを組み合わせた撮像系の実証実験を行った。このCMOSセンサの偏光測定能力を評価し、シミュレーションシステムを開発した。これにより、さらに実用的な撮像偏光センサへの要求を整理することができた。

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

(1 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2019 2018

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] X-ray reverberation lags of the Fe?K line due to AGN disc winds2018

    • Author(s)
      Mizumoto Misaki、Ebisawa Ken、Tsujimoto Masahiro、Done Chris、Hagino Kouichi、Odaka Hirokazu
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 482 Issue: 4 Pages: 5316-5326

    • DOI

      10.1093/mnras/sty3056

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Detection of polarized gamma-ray emission from the Crab nebula with the Hitomi Soft Gamma-ray Detector2018

    • Author(s)
      Hitomi collaboration
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 70 Issue: 6 Pages: 113-113

    • DOI

      10.1093/pasj/psy118

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Compton Shoulder Diagnostics in Active Galactic Nuclei for Probing the Metalicity of the Obscuring Compton-Thick Tori2018

    • Author(s)
      M. Hikitani, M. Ohno, Y. Fukazawa, T. Kawaguchi and H. Odaka
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 867 Issue: 1 Pages: 80-80

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aae1fe

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] X-ray short-time lags in the Fe-K energy band produced by scattering clouds in active galactic nuclei2018

    • Author(s)
      Mizumoto Misaki、Done Chris、Hagino Kouichi、Ebisawa Ken、Tsujimoto Masahiro、Odaka Hirokazu
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 00 Issue: 1 Pages: 1-15

    • DOI

      10.1093/mnras/sty1114

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [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
  • [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
    • Organizer
      日本物理学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] X 線放射輸送コードMONACOへの一般相対論的効果の導入2019

    • Author(s)
      會澤優輝
    • Organizer
      日本天文学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] CMOSイメージャを用いたX線偏光撮像システムの開発 II2019

    • Author(s)
      春日知明
    • Organizer
      日本物理学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] X線放射輸送コードMONACOの開発の現状とその降着天体への応用2018

    • Author(s)
      小高裕和
    • Organizer
      日本天文学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ジオメトリを考慮したブラックホール連星 Cyg X-1 の硬X線スペクトル解析2018

    • Author(s)
      會澤優輝
    • Organizer
      日本天文学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] CMOSイメージャを用いたX線偏光撮像システムの開発 I2018

    • Author(s)
      春日知明
    • Organizer
      日本物理学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-08-27   Modified: 2019-12-27  

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