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2018 Fiscal Year Research-status Report

ASTRO-H衛星で探る高温ガスのダイナミクスと銀河からのフィードバック

Research Project

Project/Area Number 16K05300
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

松下 恭子  東京理科大学, 理学部第一部物理学科, 教授 (50366423)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
KeywordsX線天文学 / 銀河 / 銀河団
Outline of Annual Research Achievements

ひとみ衛星により観測されたペルセウス座銀河団中心部のデータの他、すざく衛星やXMM衛星など他のX線天文衛星のデータを解析することにより、銀河団中心部の銀河団ガスに含まれる酸素、マグネシウムのようにほぼ重力崩壊型超新星により合成された元素から鉄、ニッケルなどIa型超新星により合成された元素まで、さまざまな元素の組成比を調べたところ、太陽や太陽と同程度の鉄を含む銀河系の星とほぼ同じ元素組成比であることがわかった。銀河団の主要メンバーである楕円銀河と渦巻銀河である銀河系で同じような質量分布で恒星が形成されたとすると、この結果を自然に説明することができる。
さらに、すざく衛星により観測された10天体以上の銀河団、銀河群について、外縁部までのケイ素、鉄の質量分布の測定を行った。銀河団内のケイ素の質量はケイ素を合成した重力崩壊型超新星の数を反映し、現在の銀河団の銀河の光度は概ね小質量星の数を反映するため、その比も楕円銀河の初期質量関数を反映する。どの銀河団でも誤差の範囲で一致した。また、観測されたケイ素銀河光度比は太陽近傍の恒星の初期質量関数でおおむね説明できることがわかった。
すざく衛星の観測により銀河団の外縁部のエントロピーが上昇しない結果が得られ、議論を読んでいた。銀河団外縁部は現在も成長途上であり、銀河団への銀河群などの降着による衝撃波の加熱により外側ほどエントロピーは上昇すると予想されてきた。銀河団ガスがムラになっているとガス密度を過大評価し、エントロピーを過小評価してしまう可能性が指摘されていた。そこで、XMM衛星により観測された数十の銀河団の外縁部の解析からガス塊候補の探査を行ったが、少なくとも銀河より大きなスケールのガス塊ではエントロピー異常は説明できないことを確認した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究計画時点ではひとみ衛星のデータの解析を行う予定であったが、ひとみ衛星は打ち上げ後一ヶ月で通信が途絶した。
ひとみチームの総力をあげて、初期データの解析を行い、論文として出版することができたが、当初の予定からはかなり遅れることとなった。

Strategy for Future Research Activity

ひとみ衛星の計画を挽回するべくXRISM衛星が2022年の打ち上げを目指している。XRISM計画のプロジェクトサイエンティストとして、今年度はXRISM衛星打ち上げ後の性能検証時期の観測天体の選定を行う予定である。
すざく衛星の多数の観測データを最大限に活用すべく、銀河や銀河団を解析してその高温ガスの重元素分布やエントロピー分布から星から銀河団ガスまでバリオンの進化を研究する計画である。

Causes of Carryover

プロジェクトの会議が海外で行われることが検討されていたので、旅費として計上していたが、結局会議は日本で行われることとなったので、海外出張の予定をキャンセルすることになった。残金は2019年度の海外旅費として使用する予定である。

  • Research Products

    (10 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (3 results)

  • [Int'l Joint Research] SRON(オランダ)

    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      SRON
  • [Int'l Joint Research] NASA/Maryland University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      NASA/Maryland University
  • [Int'l Joint Research] ケンブリッジ大学(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      ケンブリッジ大学
  • [Journal Article] An X-ray spectroscopic search for dark matter and unidentified line signatures in the Perseus cluster with Hitomi2019

    • Author(s)
      Tamura, Takayuki; Fabian, Andrew C.; Gandhi, Poshak; Gu, Liyi; Kamada, Ayuki; Kitayama, Tetsu; Loewenstein, Michael; Maeda, Yoshitomo; Matsushita, Kyoko; McCammon, Dan; Mitsuda, Kazuhisa; Nakashima, Shinya; Porter, Scott; Pinto, Ciro; Sato, Kosuke; Tombesi, Francesco; Yamasaki, Noriko Y.
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 71 Pages: id50

    • DOI

      10.1093/pasj/psz023

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Constraints on the chemical enrichment history of the Perseus Cluster of galaxies from high-resolution X-ray spectroscopy2019

    • Author(s)
      Simionescu et al. 35名中4番目
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 483 Pages: 1701-1721

    • DOI

      10.1093/mnras/sty3220

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Hitomi X-ray observation of the pulsar wind nebula G21.5-0.92019

    • Author(s)
      Hitomi collaboration 197名中 95番目
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 70 Pages: id38(1-16)

    • DOI

      10.1093/pasj/psy027

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Detection of polarized gamma-ray emission from the Crab nebula with the Hitomi Soft Gamma-ray Detector2018

    • Author(s)
      Hitomi collaboration 117名中94番目
    • Journal Title

      Publication: Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 70 Pages: id113(1-19)

    • DOI

      10.1093/pasj/psy118

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 銀河団外縁部の観測に対する前景放射の影響の評価2019

    • Author(s)
      杉山剣人, 松下恭子, 小林翔悟 (東京理科大学), 佐藤浩介 (埼玉大学)
    • Organizer
      日本天文学会2019年春季年会
  • [Presentation] 銀河団外縁部のエントロピーの平坦性に対するガス塊の寄与2019

    • Author(s)
      上田将暉, 松下恭子, 小林翔悟 (東京理科大学), 佐藤浩介 (埼玉大学)
    • Organizer
      日本天文学会2019年春季年会
  • [Presentation] 近傍銀河団の r500 までの重元素分布2018

    • Author(s)
      平井真一, 松下恭子, 小林翔悟 (東京理科大学), 佐藤浩介 (埼玉大学)
    • Organizer
      日本天文学会2018年秋季年会

URL: 

Published: 2019-12-27  

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