2014 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 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 国立研究開発法人理化学研究所, MAXIチーム, 専任研究員 (20260200)
冨田 洋 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, 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)
坂本 貴紀 青山学院大学, 理工学部, 助教 (00645161)
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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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| Outline of Annual Research Achievements |
宇宙における重力波発生の物理的過程や発生源となる天体の起源を明らかにするため以下の研究を実施した。
(1) 突発的な重力波のＸ線対応天体を検出するための大立体角Ｘ線監視装置 WF-MAX の開発：軟Ｘ線カメラ大立体角カメラSLCの設計の検討を進めた。符号化マスクの試作としてタングステン素材に対しレーザー加工したところ、表面にできた細粒が可視光遮光膜を傷つける可能性があることが分かった。硬Ｘ線モニター(HXM)に対しては、前年度製造した第一版信号処理用ASICの評価を実施し、波形整形を改良した第２版の設計を実施した。一方、前年度２月にJAXA宇宙研の小規模プロジェクトに提案したWF-MAXIミッション提案は経費が高すぎるため理学委員会の審査において不採択となった。その結果を踏まえ、WF-MAXIプロジェクトの大幅な見直しを実施した。結果として視野や観測エネルギー帯域で妥協はあるものの、国際宇宙ステーション共用バスiSEEPを用いた小型・軽量化・低予算(従来の約1/5の7億円程度)案の実現見通しを得て、平成26年度末の小規模ミッションに再び応募した。
(2) 短いガンマ線バースト、超新星爆発など重力波源と想定される天体現象の観測的研究：MAXIによる全天監視を継続し、様々な突発Ｘ線天体の監視を行い、検知した場合はAstronomer’s Telegram, GCN Circular等へ報告した。MAXIの発見した新天体の報告、これまでのMAXIによるガンマ線バーストの観測をとりまとめたGRBカタログ論文などを出版した。さらに、2015年8月打ち上げの高エネルギー宇宙線、ガンマ線観測プロジェクトCALET の地上較正試験などを行い、フライト品の性能確認、およびエネルギー応答関数構築に必要な基礎データの取得を行った。
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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
重力波のＸ線対応天体検出を目的とする大立体角Ｘ線監視装置 WF-MAXIの開発においては、前年度末のJAXA宇宙研への小規模プロジェクト提案が、開発経費が大きすぎることが主たる原因で不採択となったが、プロジェクトの大幅な見直しを実施した結果、性能において妥協はあるものの国際宇宙ステーション上でiSEEPを用いた小型・軽量化が実現可能な案を得て、平成26年度末の小規模ミッションに応募することができた。ミッション実施に向けた基礎開発という目的に沿って、本研究を進めることができた。一方、重力波源と想定される天体現象の観測的研究においては、宇宙ステーションに搭載したMAXIによるＸ線全天監視観測を、ほぼ前年同様の感度・効率で継続実施し、ガンマ線バーストやＸ線連星の出現を順調に全世界に向けて報告したほか、MAXIによる観測データに基づく学術論文の出版という成果も挙げることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
重力波のＸ線対応天体検出を目的とする大立体角Ｘ線監視装置 WF-MAXIの開発においては、iSEEPを用いて小型・軽量化したミッション案の具体的な設計を進める。まず、当初の設計案の機械式冷凍機によるCCD冷却をベースラインとするが、機械式冷凍機に代わって放射冷却と電子冷却を組み合わせる方式によって一層の開発費用と消費電力の低減を検討する。また共用バスを用いているためにセンサーの冷却は専用バスよりも効率が悪いため、より詳細な熱モデルによる熱設計の検討を進める。CCDの動作温度も-100℃がベースラインとなっているが、試作ＣＣＤに対して放射線照射試験を実施して放射線劣化による暗電流の増加を計測し、科学目標を損なわない動作温度範囲をより正確に求める。日照時に高温になりやすい符号化マスクの光学処理もすすめる。一方、HXMについても特性の計測を進める。コスト低減のためiSEEPに搭載するのが困難とはなったが、超小型衛星や他ミッションへの搭載などの可能性を探る。
重力波源天体の観測的研究においては、MAXI等による関連天体の監視は今までどおり継続する。一方、2015年から始まるLIGO-Virgoの観測運転においては、LIGO-Virgoチームとの覚書に基づきMAXIによる重力波のＸ線対応天体探索を実施する。
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[Journal Article] MAXI observations of gamma-ray bursts2014
Author(s)
Serino, Motoko; Sakamoto, Takanori; Kawai, Nobuyuki; Yoshida, Atsumasa; Ohno, Masanori; Ogawa, Yuji; Nishimura, Yasunori; Fukushima, Kosuke; Higa, Masaya, et al.
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Journal Title
Publications of the Astronomical Society of Japan
Volume: 66
Pages: 87(1-14)
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Probing intergalactic neutral hydrogen by the Lyman alpha red damping wing of gamma-ray burst 130606A afterglow spectrum at z = 5.9132014
Author(s)
Totani, Tomonori; Aoki, Kentaro; Hattori, Takashi; Kosugi, George; Niino, Yuu; Hashimoto, Tetsuya; Kawai, Nobuyuki; Ohta, Kouji; Sakamoto, Takanori; Yamada, Toru
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Journal Title
Publications of the Astronomical Society of Japan
Volume: 66
Pages: 63-76
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] MAXI: all-sky observation from the International Space Station2014
Author(s)
Tatehiro Mihara, Mutsumi Sugizaki, Masaru Matsuoka, Hiroshi Tomida, Shiro Ueno, Hitoshi Negoro, Atsumasa Yoshida, Hiroshi Tsunemi, Motoki Nakajima, Yoshihiro Ueda, Makoto Yamauchi
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Journal Title
SPIE
Volume: 9144
Pages: 1O (1-6)
DOI
Open Access
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[Journal Article] Wide-field MAXI: soft x-ray transient monitor on the ISS2014
Author(s)
Kawai, Nobuyuki; Tomida, Hiroshi; Yatsu, Yoichi; Mihara, Tatehiro; Ueno, Shiro; Kimura, Masashi; Arimoto, Makoto; Serino, Motoko; Sakamoto, Takanori; Tsunemi, Hiroshi; Kohmura, Takayoshi; Negoro, Hitoshi; Ueda, Yoshihiro; Morii, Mikio; Tsuboi, Yoko; Ebisawa, Ken; Yoshida, Atsumasa
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Journal Title
SPIE
Volume: 9144
Pages: 2P(1-9)
DOI
Open Access
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[Journal Article] A MAXI monitoring of long-term X-ray variability in Seyfert galaxies2014
Author(s)
Shiro Ueno, Ryosuke Sato, Yoshihiro Ueda, Kazuo Hiroi, Masaaki Hayashida, Megumi Shidatsu, Taiki Kawamuro, Naoki Isobe, Tatehiro Mihara, Juri Sugimoto, Nobuyuki Kawai and the MAXI team
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Journal Title
proc. Suzaku-MAXI2014
Volume: 1
Pages: 353-355
Open Access
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[Journal Article] Accretion Disk and Peculiar Ionized Absorber of the 9.7-hour Dipping Black Hole Binary MAXI J1305－7042014
Author(s)
Megumi Shidatsu, Yoshihiro Ueda, Satoshi Nakahira, Chris Done, Kumiko Morihana, Tatehiro Mihara, Takafumi Hori, Hitoshi Negoro, Nobuyuki Kawai, Kazutaka Yamaoka, Ken Ebisawa and the MAXI team
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Journal Title
proc. Suzaku-MAXI2014
Volume: 1
Pages: 216-217
Open Access
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[Journal Article] Development of the Hard X-ray Monitor onboard WF-MAXI2014
Author(s)
Makoto Arimoto, Yoichi Yatsu, Nobuyuki Kawai, Hiroshi Tomida, Shiro Ueno, Masashi Kimura, Tatehiro Mihara, Motoko Serino, Hiroshi Tsunemi, Atsumasa Yoshida, Takanori Sakamoti, Takayoshi Kohmura, Hitoshi Negoro, Yoshihiro Ueda and WF-MAXI team
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Journal Title
proc. Suzaku-MAXI2014
Volume: 1
Pages: 142-143
Open Access
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