2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study of the Galactic MeV cosmic rays with X-ray precision spectroscopy
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15H02090
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
鶴 剛 京都大学, 理学研究科, 教授 (10243007)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
信川 正順 奈良教育大学, 理科教育講座, 准教授 (00612582)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | X線観測 / MeV宇宙線 / すざく衛星 / ひとみ衛星 / X線CCD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フェルミ衛星やチェレンコフ望遠鏡により，GeV・TeVの銀河宇宙線陽子の情報が入手可能になった．一方，MeV宇宙線陽子のデータは地球のごく近傍を除いて未だ皆無である．この状況で，「すざく」の観測から申請者は，銀河面の中性鉄(6.4keV)輝線の起源がMeV陽子である事を発見した．そこで本研究は下記の目的の元，精密Ｘ線分光によるMeV銀河宇宙線陽子の研究を開拓する．
2016年2月に「ひとみ」衛星の打ち上げに成功した．3月末に通信異常が発生し，最終的にそのまま「ひとみ」衛星は失われることになってしまった．痛恨の痛みである．一方で，私たちが担当したＸ線CCDカメラは軌道上で完全に動作した．観測した天体及び，搭載した校正線源を用いて軌道上でのキャリブレーションを行い，地上で予定していた性能が発揮することを確認した．今年度は，通信異常を起こす前に行った数個の天体の観測をもとにしたサイエンス論文と，X線CCDカメラのハードウェア論文を発表した．
これとは別に「すざく」のアーカイバルデータを用いて，複数の超新星残骸からMeV宇宙線陽子による6.4keVの中性鉄輝線を検出することに成功した．この成果により，本課題の主要な目標を達成することに成功するとともに，投稿論文を作成し，無事アクセプトされた．
わずか数個であったが，「ひとみ」衛星が観測して得たデータは非常に素晴らしいものであった．そこで，関係者の理解と努力により，代替機を打ち上げる計画の検討がはじまった．現時点で，Ｘ線マイクロカロリメーターと，Ｘ線CCDカメラを搭載することで検討が進んでいる．本研究も，このＸ線CCDカメラの再度実現へ向けて研究開発を進めることとした．今年度はその，ひとみ衛星用のCCDカメラに対して，代替機用のCCDカメラの改良を行った．
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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
ひとみ衛星搭載のＸ線CCDカメラの地上および機上でのキャリブレーションデータから，，特性関数の決定も行うことができた．全世界のユーザーが使用する解析ソフトに組み込みもほぼ終了した．
「ひとみ」衛星自身は失われてしまった．そのため，「ひとみ」衛星を用いた本格的な観測研究を行うことはできなくなってしまったが，短期間で得られた観測データから予想以上の成果を上げることに成功し，10本の投稿論文として発表した．
豊富に存在する「すざく」衛星のアーカイバルデータを用いて，超新星残骸W28などから6.4keVの中性鉄K輝線を検出した．スペクトルの透過幅や分子雲との位置関係から，MeV宇宙線陽子が起源であることを明らかにした．これに関する論文を2本発表した．
ひとみ衛星用のCCDカメラのハードウェア論文を2本発表した．機上での問題点を明らかにし，その成果を元にした代替機用のCCDカメラの改良も進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
「すざく」で得たデータの解析やNuSTAR等の衛星を用いて観測的研究を継続する．さらに，今年度の研究から分子雲との相互作用の重要性がわかってきた．代替機での精密分光観測の準備として，地上実験結果をもとにしたMeV宇宙線による鉄などの中性K輝線の輝線構造のモデル化を進める．また電波観測の研究者とも連携を取る．G166の野辺山45m鏡での観測の解析を進める．また，代替機用のＸ線CCDカメラの開発を進める．
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