2018 Fiscal Year Research-status Report
MAXI-NICER連携で解き明かすX線スーパーバーストにおける元素合成
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16K17717
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
岩切 渉 中央大学, 理工学部, 助教 (50749918)
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2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | MAXI / NICER / スーパーバースト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに知られている、鉄より重い重元素の中には、中性子の捕獲過程では合成できない陽子過剰な同位体が存在している。そのような重元素を作る過程として、陽子捕獲とβ＋崩壊を繰り返すrapid proton capture(以下rp過程)が考えられており、その発生場所の候補として低質量X線連星(LMXB)の中性子星表面で発生するX線バーストが挙げられる。我々は、その証拠を掴むべく、頻度は少ないが継続の時間が通常のX線バーストに比べて1000倍ほど長く、数時間に及ぶスーパーバーストに着目し、その詳細観測を成功すべく、国際宇宙ステーション(ISS)に搭載されている日本の全天X線監視装置MAXIと、NASAの高感度X線観測装置NICERによるX線突発天体の即時連携観測システムの構築を進めている。本年度は、まず昨年に引き続きブラックホールX線新星や恒星フレアに対してMAXI-NICER連携によって14例の突発天体の観測に成功した。これらの成果の一部は、学会やシンポジウムにおいて発表を行った。残念ながら、継続時間が1時間を超えるスーパーバーストは本年度内には発生しなかったが、着実に連携観測の経験を積むことができた。また、2分以内での突発天体の追観測を成功させるべく、ISS軌道上でMAXIのアラートを直接NICERに送ることができるように、従来用いているMAXIの突発天体検出ソフトウェアを、実際に軌道上のPCにインストールし、動作確認を行った。さらに、過去に日本のすざく衛星によって観測されたLMXB Aquila X-1のhard状態の硬X線スペクトルの30 keV付近に、rp過程によって生成された重元素の再結合放射である可能性が示唆されるhump構造を発見し、結果を共著者として投稿論文にまとめた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
MAXI-NICER連携による突発天体の観測には、2017年7月のNICERの運用開始以降、23例成功している。しかし、当初の計画では2016年から3年間で1~2発のスーパーバーストのNICERによる追観測に成功する見込みであったが、達成できていない。主な理由は、NICERのISSへの設置が、打ち上げを担当したスペースX社の事故等によって、予定から1年ほど遅れたため、計画全体がやや遅れているためである。
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| Strategy for Future Research Activity |
2017年7月のNICERの運用開始以降、23例成功している地上のネットワークを介してMAXI-NICER連携MANGA(MAXI and NICER Ground Alert)による突発天体の観測の開始時間を、より速くする体制を整えて、スーパーバーストの発生に備える。そのための具体的な方策としては、近年発展が目覚しいオープンソースの機械学習ソフトウェアを用いて、MAXIのイベントイメージを学習させ、光度曲線の情報とを合わせることで、より早く正確にMAXIで突発天体を検出トリガーを作れるようにすることである。また、2分以内でのNICERによる追観測を実現させるため、ISS内部のネットワークを介しMAXIとNICERをつなぐOHMAN(On-orbit Hookup of MAXI and NICER)計画を推し進める。これまでにISSのノートPCでMAXIのアラート判定ソフトウェアを動作させられることまでは確認しているので、NASAのNICERチームと協力しつつ、NICER側でMAXIアラート信号を随時確認できるようフライトソフトウェアの変更に関して、予算の獲得も含めて議論を行っていく。さらに、過去のスーパーバーストのデータ解析から得られた結果をまとめて、学会誌や国際会議で発表を行っていく。
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| Causes of Carryover |
当初2016年に打ち上げ予定であった本研究の要となるNICER検出器が、打ち上げを担当したスペースX社の、ロケット試験中の爆発事故を受けて、打ち上げが延期された。実際に打ち上がったのは2017年の6月で、観測が開始されたのは2017年7月と当初の予定より約1年の遅れが発生しているため、補助期間の延長申請を行った。予算は、MAXI-NICER連携観測をさらに早くするための議論と、得られた結果の議論を行うためのNASA Goddard Spcae Flight Centerまでの渡航費、結果の論文投稿費、国際会議参加のための渡航費に充てる予定である。
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