Understanding strong magnetic fields and radiative processes on the surfaces of neutron stars with semiconductor X-ray polarimeters

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H01906
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Odaka Hirokazu 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (50610820)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 玉川 徹 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (20333312) ; 川島 朋尚 東京大学, 宇宙線研究所, 特任研究員 (90750464)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 中性子星 / 強磁場 / X線偏光 / 符号化イメージング

Outline of Final Research Achievements

We have studied gas accretion onto strongly magnetized neutron stars from the aspects of instrumentation and observational data analysis. We have developed a new compact hard X-ray imaging polarimeter using the combination of a fine-pixel CMOS imaging sensor and a coded mask. We have also found that the time variability of the disk-fed accreting pulsar Cen X-3 is caused by the stellar wind and have obtained spectral variability by the observer’s direction.

Free Research Field

高エネルギー宇宙物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発した撮像偏光計は、半導体検出器を光電吸収型偏光計として用いるという全く新しいものである。微細加工符号化開口マスクと組み合わせることで、非常に小さな撮像偏光計システムを構築することができ、将来の宇宙科学ミッションへの適用も期待できる。Cen X-3のデータ解析はNuSTAR衛星の高い統計量データを活かして、これまで曖昧だった天体の時間変動の議論を決着させ、降着流の物理モデルを構築するための重要な基礎になる。