2013 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Nuclear matter in neutron stars investigated by experiments and astronomical observations |
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24105007
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| Research Institution | Japan Aerospace Exploration Agency |
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Principal Investigator |
高橋 忠幸 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (50183851)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
辻本 匡弘 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (10528178)
玉川 徹 独立行政法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 准主任研究員 (20333312)
堂谷 忠靖 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (30211410)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | X線天文学 / 中性子星 / ASTRO-H / ガンマ線天文学 / 放射線検出器 |
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| Research Abstract |
本研究は，ASTRO-H衛星などの科学衛星を用いた宇宙観測による中性子星半径への制限をつけることを目的としている。中性子星の半径を従来よりも正確に制限をつけるために，当初のASTRO-H衛星に搭載される検出器に対する要求に加えた、高い計数率の環境下においても、そのスペクトル測定性能を満たすようにすることが必要である。そのため，昨年度に引き続き，ASTRO-Hの超高分解能分光装置の波形処理装置(PSP)の高計数率観測に向けた最適化と試験を行い、高いエネ ルギー精度を確保するための機上キャリブレーションシステムの開発を行った。特に，耐高計数率化を実現するため、SpaceWire インタフェースによるデータ収集方式を、従来のソフトウェア制 御による収集方法からハードウェアによる収集方法に変更し，波形解析装置のミドルウ ェアに実装するとともに、それにより耐高計数率化が達成できていることを検証した。さらに同様にASTRO-Hに搭載されるX線CCDや硬X線イメージャによる中性子星の高計数率観測を行い広い帯域でのスペクトルを取得することを想定して，あらかじめ必要な試験やキャリブレーション方法を検討，実施した。
打ち上げ後観測すべき天体の選定、さらにそれに基づいた、領域内の他の計画研究グループとの討議のために、検出器がそのような性能を満たすかの確認作業とそれを引き出すためのソフトウェア開発やキャリブレーションはできるだけ先行して作業することが必要である。広帯域観測装置について，地上試験機を製作し、それを用いて実際の性能確認作業を開始した。
打ち上げ後観測すべき天体の選定のための検討作業を進め，適切なターゲットの詳細な観測シミュレーションを行った。中性子星観測に重点を置き，必要な観測機器の性能試験を行った。領域内の連携検出器開発の研究会を本計画研究が主催し，お互いが持つ検出器技術の情報交換を行うと同時に，今後の共同研究の可能性を検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ASTRO-Hの超高分解能分光装置の波形処理装置(PSP)を高い計数率でも動作させる機能の実装，検証のを予定通り行うことができた。また，広帯域の観測を担う観測装置の地上試験装置を次年度からの前倒し制度を用いることで製作できた。中性子星からのX線フレア観測を想定したキャリブレーションや性能評価試験などをこの地上試験装置を用いることで，先行して行うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
中性子星，特にマグネターなどの軟ガンマ線領域に感度のある軟ガンマ線検出器の地上試験装置を含め，0.3keV-600 keVの広いエネルギー範囲，特に硬X線から軟ガンマ線の領域で正確な観測を行うための観測装置の性能評価，キャリブレーションの他，検出器の性能評価のためのモンテカルロシミュレーションコードの開発を進める。NICERなど，他の手法による中性子星の半径決定の検討を進める。将来の観測装置のためのファインピッチのSi Pixel検出器の検討を進める。中性子星に関連して，ASTRO-Hで進めるべきサイエンスの検討を継続する。他の波長との連携を検討する。
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Research Products
(17 results)
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[Journal Article] Short-term variability of X-rays from accreting neutron star vela X-1. II. Monte Carlo modeling2014
Author(s)
Odaka, H., Khangulyan, D., Tanaka, Y.T., Watanabe, S., Takahashi, T., Makishima, K.
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Journal Title
Astrophysical Journal
Volume: 767
Pages: 12 pp.
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Short-term variability of x-rays from accreting neutron star vela X-1. I. Suzaku observations2013
Author(s)
Odaka, H., Khangulyan, D., Tanaka, Y.T., Watanabe, S., Takahashi, T., Makishima, K.
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Journal Title
Astrophysical Journal
Volume: 780
Pages: 17 pp.
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Reflection-dominated Nuclear X-Ray Emission in the Early-type Galaxy ESO 565-G0192013
Author(s)
Gandhi, P. ; Terashima, Y. ; Yamada, S. ; Mushotzky, R. F. ; Ueda, Y. ; Baumgartner, W. H. ; Alexander, D. M. ; Malzac, J. ; Vaghmare, K. ; Takahashi, T.; Done C
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Journal Title
Astrophysical Journal
Volume: 773
Pages: 9 pp.
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Proton radiation damage experiment on P-Channel CCD for an X-ray CCD camera onboard the ASTRO-H satellite2013
Author(s)
Koji Mori, Yusuke Nishioka, Satoshi Obura, Yoshiaki Koura, Makoto Yamauchi, Hiroshi Nakajima, Shutaro Ueda, Hiroaki Kan, Naohisa Anabuki, Ryo Nagino, Kiyoshi Hayashida, Hiroshi Tsunemi, Takayoshi Kohmura, Shoma Ikeda, Hiroshi Murakami, Masanobu Ozaki, Tadayasu Dotani, Yukie Maeda, Kenshi Sagara
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Journal Title
Nuclear Instruments & Methods in Physics Resaerch. A
Volume: 731
Pages: 160-165
DOI
Peer Reviewed
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