2022 Fiscal Year Final Research Report

Hard X-ray polarimetric observations of relativistic effects around super-massive black holes

Research Project

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Project/Area Number	19H01908
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	Hiroshima University
Principal Investigator	Takahashi Hiromitsu 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 准教授 (10536775)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	林田清大阪大学, 理学研究科, 准教授 (30222227) 北口貴雄国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 研究員 (30620679) 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 – 2022-03-31
Keywords	宇宙物理 / 偏光観測 / 気球実験 / ブラックホール
Outline of Final Research Achievements	To perform highly sensitive polarimetric observations in the hard X-ray band, we launched the XL-Calibur balloon with an international collaboration team. The Japanese FFAST mirror was adjusted, calibrated and mounted on the XL-Calibur gondola successfully. There were no flight opportunities from the southern hemisphere due to the coronal disaster, we conducted a 7-day flight from Sweden to Canada in July 2022. Unfortunately, no celestial signals were observed due to a malfunction in balloon operations, but the gondola was successfully recovered. The next flight will again aim to obtain hard X-ray polarization information from supermassive black holes.
Free Research Field	X線ガンマ線宇宙物理学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	偏光は、イメージ、タイミング、エネルギーとは独立な観測量であり、宇宙観測においてもイメージでは直接分解できない天体の構造を探る上で重要な観測手段である。しかしX線・ガンマ線帯域では、検出メカニズムが複雑なため検出器開発が遅れてきた。地表にはX線・ガンマ線は届かないが、上空40kmの成層圏では20keV以上の硬X線が観測可能である。今回、全長12mで総重量2.5トンの巨大XL-Caliburゴンドラをフライトさせ、各機器は正常に動作し、天体観測が可能であることが実証できた。次回のフライトでは、長時間観測を実施することで、硬X線帯域での天体からの偏光情報の取得が期待される。