2012 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | New development in astrophysics through multimessenger observations of gravitational wave sources |
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| Project/Area Number |
24103002
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
河合 誠之 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (80195031)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三原 建弘 独立行政法人理化学研究所, MAXIチーム, 専任研究員 (20260200)
冨田 洋 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 主任開発員 (30399547)
谷津 陽一 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (40447545)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 宇宙物理 / X線天文学 / 重力波 / ガンマ線バースト / Ｘ線検出器 |
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| Research Abstract |
中性子星連星合体や超新星などの天体現象において重力波にほぼ同期して放射されるX線の検出をめざす広天域X線監視ミッション WF-MAXIの開発と、重力波発生に関連する天体である中性子星やブラックホールの観測研究を目的とし、初年度には以下の研究を行った。
(1) WF-MAXIの開発：国際宇宙ステーションに搭載するためのバス部の基本的な設計検討を実施し、容量、電力、排熱、質量の制約を見積もった上で、科学目標を実現できる観測装置の規模と配置を決定した。主観測装置であるSLC（軟Ｘ線大立体角カメラ）は独立な4台のカメラによって全天の20％をカバーする。それぞれ、32枚の大フォーマットCCDを半数ずつ互いに垂直に並べて一次元画像として高速に読み出し、符号化マスクと組み合わせてX線源の位置を決定する。それぞれ機械式冷凍機と組み合わせる。このため、CCDの仕様と電気回路計の設計、および熱設計の基本的検討を進めた。また符号化マスクのタングステン薄板のレーザー加工により試作したが、バリなどの問題が生じたため、別の方法の検討を行った。また、副観測装置であるHXM（硬X線モニター）の初期設計検討と熱設計に関わる概略検討を実施した。シンチレーターとして当初の案であるCsI結晶に加えて、試験用にGAGG結晶を購入し、光量測定等・機会特性の測定等を実施した。
(2) 重力波関連天体の観測研究：軌道上のMAXI/SSCのバックグランドを調べ、超新星起源の可能性のある広がった拡散X線天体の解析を進めた。また、Fermi、すざく衛星、および地上光学観測に基づき連星ガンマ線パルサーの研究を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
SLCのCCDのパッケージの再設計(ケーブル取り付けをワイヤボンディングから変更)があったため、それに伴いカメラ、冷却系・電気系の設計、評価、さらに、カメラを含めたバス系全体の検討、および副検出器であるHXMの設計に遅れが生じた。現在では新しい設計で、CCDの製造およびカメラの設計・試作を進めている。MAXIその他の衛星を用いた中性子星・ブラックホール天体やガンマ線バーストの観測は順調に進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
KAGRA、Advanced LIGO等の次世代重力波望遠鏡によって検出される重力波のX線対応天体の発見をめざし、国際宇宙ステーション搭載に搭載する広天域X線監視装置WF-MAXIの開発を進める。軟X線広天域カメラ(SLC)4台によって、大西洋放射線異常帯(SAA)を除く軌道上の大部分で全天の20％を監視するという全体の概念設計はほぼ完了した。SLCのCCDの製造と性能試験、信号読み出し回路の製作と試験、CCDを-100度まで冷却する熱設計を進める。特に、地上用の機械式冷凍機を組み合わせたSLCの試作品を製作し、冷却性能と、カメラとしての動作の試験を行う。実験室モデルMAXIと異なり大きな開口部からの熱流入の少ない遮光フィルターと符合化マスクの設計を行う。硬X線モニター(HXM)は、シンチレーターの配列とコリメーターを組み合わせて粗い位置感度を持たせる。多系統信号を処理するためのASICを開発する。これらを収納し、電源、熱環境、およびデータの与圧部への転送を行うバス部の設計を進める。また、MAXI、Ferimi、すざく、Swift等のX線・ガンマ線天文衛星による中性子連星、ブラックホール、およびガンマ線バーストの観測研究も、継続して実施する。
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[Journal Article] Identifying the Location in the Host Galaxy of the Short GRB 111117A with the Chandra Subarcsecond Position2013
Author(s)
Sakamoto,T; Troja,E; Aoki,K; Guiriec,S; Im,M; Leloudas,G; Malesani,D; Melandri,A; Postigo,AD; Urata,Y; 他21名
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Journal Title
Astrophysical Journal
Volume: 766
Pages: 1--12
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Slow and Fast Transitions in the Rising Phase of Outbursts from NS-LMXB Transients, Aquila X-1 and 4U 1608-522012
Author(s)
Asai, Kazumi; Matsuoka, Masaru; Mihara, Tatehiro; Sugizaki, Mutsumi; Serino, Motoko; Nakahira, Satoshi; Negoro, Hitoshi; Ueda, Yoshihiro; Yamaoka, Kazutaka
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Journal Title
Publ. Astronomical Society Japan
Volume: 64
Pages: 128-1～128-14
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Outburst of LS V +44 17 Observed by MAXI and RXTE, and Discovery of a Dip Structure in the Pulse Profile2012
Author(s)
Usui, Ryuichi; Morii, Mikio; Kawai, Nobuyuki; Yamamoto, Takayuki; Mihara, Tatehiro; Sugizaki, Mutsumi; Matsuoka, Masaru; Hiroi, Kazuo; Ishikawa, Masaki; Isobe, Naoki; and 21 coauthors
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Journal Title
Publ. Astronomical Society Japan
Volume: 64
Pages: 79-1～79-7
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Toward Identifying the Unassociated Gamma-Ray Source 1FGL J1311.7-3429 with X-Ray and Optical Observations2012
Author(s)
Kataoka, J.; Yatsu, Y.; Kawai, N.; Urata, Y.; Cheung, C. C.; Takahashi, Y.; Maeda, K.; Totani, T.; Makiya, R.; Hanayama, H.; Miyaji, T.; Tsai, A.
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Journal Title
The Astrophysical Journal
Volume: 757
Pages: 176～184
DOI
Peer Reviewed
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