2018 Fiscal Year Research-status Report
高精度X線分光を用いたプラズマ診断から探る銀河団ガスのダイナミクス
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17K05393
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
佐藤 浩介 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (50453840)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | X線カロリメータ / 銀河団 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
宇宙最大の天体である銀河団内部の数千万度の高温ガスや銀河団をもつなぐ宇宙の大規模構造に沿って広がっていると考えられている中高温度のプラズマからのX線放射を捉えるためには、大きな有効面積かつ多画素のカロリメータを搭載した衛星が不可欠である。我々はその基礎実験として、絶対温度100 mKを実現する極低温冷凍機環境の構築と、高周波共振回路を用いたカロリメータシステムの構築を目指している。埼玉大学では、機械式のパルスチューブ冷凍機で絶対温度3Kまで冷却の後、常磁性塩と超電導マグネットを使用した断熱消磁冷凍機を用いて絶対温度~100 mKを目指して開発を続けている。今年度は冷凍機の故障等もあり、実際に素子を~100mK にまで冷却することはできなかったが、ノイズ環境の整備や今後の衛星計画でも重要となるカロリメータを正常に動作させるための磁気シールドのシミュレーションや設計を開始した。将来衛星では、広視野が必須となるため、X線が入射するための磁気シールドの開口部分を大きくせざるをえず、シールドの最適化は今後の命題である。また、観測的結果としては「ひとみ」衛星を用いたペルセウス座銀河団の重元素組成から過去の星形成や超新星爆発を考慮した銀河団の化学的進化についての成果を論文として報告した。同時に将来の宇宙の大規模構造を明らかにするための衛星計画の立案を開始し、日本天文学会や国際会議での発表を通して海外機関との協力についても議論を開始した。計画立案に関しては、これまでの観測的研究から培った知識をもとに宇宙論的データベースを利用した科学目的実現性や衛星搭載機器に対しての要求性能の議論を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
観測的研究については順調に進んでおり、銀河団の高温ガスのX線観測から、銀河団の力学的、化学的進化の解明に迫っている。実験的研究については、埼玉大学で新たに立ち上げ始めた極低温冷凍機の不具合もあり、やや遅れているが、JAXA宇宙科学研究所と共同で開発している高周波共振器を用いた回路設計は順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
実験的研究においては、埼玉大学の極低温冷凍機の環境整備を進めるとともに、シミュレーションも利用しながらカロリメータ用磁気シールドの極低温下での実測から将来の実用性を検証する。高周波回路をJAXA宇宙科学研究所との共同開発を進めて、将来の衛星計画での利用を目指す。
観測的研究においては、銀河団全体の観測している、X線、可視光、電波での観測結果を照らし合わせつつ、総合的に銀河団の力学的進化の理解をすすめる。
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[Journal Article] Constraints on the chemical enrichment history of the Perseus Cluster of galaxies from high-resolution X-ray spectroscopy2019
Author(s)
A. Simionescu, S. Nakashima, H. Yamaguchi, K. Matsushita, F. Mernier, N. Werner, T. Tamura, K. Nomoto, J. de Plaa, S. C. Leung, 以下25名アルファベット順 K. Sato
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Journal Title
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Volume: 483
Pages: 1701-1721
DOI
Peer Reviewed
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[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.
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Journal Title
Publications of the Astronomical Society of Japan
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Super DIOS: future x-ray spectroscopic mission to search for dark baryons2018
Author(s)
Ohashi, T.; Ishisaki, Y.; Ezoe, Y.; Yamada, S.; Hayakawa, R.; Nunomura, K.; Sato, K.; Tawara, Y.; Mitsuishi, I.; Ohtsuka, K.; Mitsuda, K.; Yamasaki, N. Y.; Kikuchi, T.; Hayashi, T.; Muramatsu, H.; Nakashima, Y.; Ota, N.; Osato, K.; Ichinohe, Y.; Eckart, M. E.; Bandler, S. R.; Kelley, R. L.; Kilbourne, C. A.
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Journal Title
Proceedings of the SPIE
Volume: 10699
Pages: -
DOI
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