| Project/Area Number |
23K03454
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 16010:Astronomy-related
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
藤本 龍一 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, 教授 (20280555)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | X線マイクロカロリメータ / 精密X線分光 / 銀河団ガス / 機械式冷凍機 |
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| Outline of Research at the Start |
銀河団の衝突合体によって宇宙の大規模構造がどのように成長しているかを理解する上で，銀河団ガスの運動の様子を観測的に明らかにすることが重要である．本研究では，XRISM衛星に搭載されるX線マイクロカロリメータ検出器の軌道上でのエネルギースケールの較正を行なってその性能を十分に引き出した上で，銀河団ガスのX線スペクトル中に見られる輝線の形がガウシアンから有意にずれているかどうかを系統的に調べる．これにより，空間的には分解できない1画素(30秒角)内での並進・乱流運動の空間分布についての情報を得ることを目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は，XRISM衛星に搭載されるX線マイクロカロリメータ観測装置Resolveの機械式冷凍機の冷却端温度の変化の様子を，地上試験データと打ち上げ後のコミッショニング期間のデータを用いて調べた．その結果，機械式冷凍機の冷却端温度が，主に機械式冷凍機高温端の温度と，機械式冷凍機が冷却しているシールド板の一つ外側の放射シールド板温度で決まっていること，これらの温度変化に遅れの効果を取り入れることで機械式冷凍機の冷却端温度を定量的によく再現できること，そして地上試験で得られた関係式のパラメタを微調整することで（地上と温度環境が大きく異なる）軌道上のデータにも適用できることを明らかにした．以上の結果は指導した大学院学生の修士論文にまとめられ，修士号取得につながった．「遅れ」の効果を取り込むことで機械式冷凍機の冷却端温度を他の温度から推定する方法を確立できたことは2023年度の大きな成果であり，センサのゲインドリフトの補正にも有効であると期待できることから，2024年度に適用することを考えている．本成果は軌道上での機械式冷凍機の性能の経年変化の追跡にも応用できると期待される．
以下は本研究以外の活動が主となるが，本研究に密接な関連のある事項として触れておくと，2023年9月にXRISM衛星は無事に打ち上げられ，センサに鉄線源を適切に照射することでゲインドリフトの補正が可能であること，Resolveが軌道上でエネルギースケールやエネルギー分解能の要求性能を満たすことが確認できている．XRISM衛星は現在，試験観測を進めている．
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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
補助事業期間の前半（2023年度と2024年度の前半）に実施を予定していた項目のうち，冷凍機先端温度を冷却装置内の様々な箇所の温度変動を考慮し，遅れの効果を取り込むことで精度よく再現する方法を確立できた．2024年度の前半に，この方法をセンサのゲインドリフトに適用することを考えており，概ね予定通りに進んでいる．本研究遂行の前提となるXRISM衛星については，当初の見込みからは数ヶ月遅れたものの，2023年9月に無事に打ち上げられ，観測装置の立ち上げを終えて，現在試験観測を進めている．観測装置も所定の性能を実現できており，本研究を遂行する上で問題ないことが確認できている．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初研究実施計画に沿って，2024年度は，(1) 冷却装置内の様々な箇所の温度等の情報を用いて，必要に応じて2023年度に確立した「遅れ」を取り入れ，センサのゲインドリフトの再現を試みる．これにより，補正精度をさらに向上させることを目指す．(2) 現状でも6 keV付近のエネルギー帯に限れば1 eVのエネルギー精度を実現できているので，これまでの試験観測期間中に観測された銀河団のデータを解析し，まずは全36画素のデータを使用して，画素ごとのデータ（輝線形状）と全画素を加算した時の輝線形状から，空間分布と全体を加算した場合の輝線の形状の関係を調べる．必要に応じてシミュレーション計算を交えてどのような場合に輝線形状にガウシアンからの有意なずれが見られるのかを確認する．2025年度は，各画素ごとに輝線形状がガウシアンからずれているかどうかを評価し，銀河団ガスの並進運動と乱流の空間的な分布について制限をつけることを目指す．
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