2021 Fiscal Year Research-status Report
44Ti専用硬X線望遠鏡で明らかにする銀河系内陽電子の起源
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19K14749
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| Research Institution | Rikkyo University |
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Principal Investigator |
佐藤 寿紀 立教大学, 理学部, 助教 (60825975)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 硬X線望遠鏡 / Ia型超新星 / 崩壊γ線 / 銀河系内陽電子起源 / 超新星残骸 / 元素合成 / 重力崩壊型超新星 / γ線カロリメータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Ia型超新星の中でも、He shell の核燃焼で爆発を誘発されるタイプのものは(Double Detonation model)、その He shell 燃焼の際に大量の 44Ti を合成し、陽電子を供給していると考えられている。一方で、そのIa型超新星の44Ti からの崩壊ガンマ線の観測例は未だない。本研究では、その観測的証拠を掴むための観 測機器の開発と観測研究を行なっている。
我々は、この44Ti崩壊γ線(68 keV, 78 keV)の観測精度の飛躍的向上のため、ニューハンプシャー大やNASAと協力し、γ線TESカロリメータと硬X線望遠鏡を組み合わせた気球実験計画を進めている。硬X線望遠鏡の開発に関しては、多層膜研究をNASA/GSFCで開始している。また、多層膜硬X線望遠鏡を搭載した NuSTAR 衛星で採用された、ガラス基盤を用いた望遠鏡の開発も立教大学で開始し、NASA/GSFCでの研究とは並列に、今後望遠鏡開発を進める予定である。
観測研究に関しては、Ia型超新星残骸 3C 397 から Ti と Cr を検出し、爆発中心の密度の推定に成功し、立教大学からもプレスリリースを行なった(Oshiro et al. 2021, ApJ)。また、超新星残骸 Cassiopeia A のジェット構造からも、安定Tiを発見し、その構造の爆発機構への影響を議論し、論文にまとめ(Ikeda et al. 2022, PASJ)、PASJ 誌の表紙を飾った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
気球プロポーザルは未だ採択されていないものの、観測研究で昨年度の成果をさらに発展させる進歩があった。特に、昨年度(2020年度)に発見した超新星残骸内の安定Tiは、超新星爆発中の様々な物理過程に関連する事が分かり始めており、検出例も増えてきている。現在、開発を進めている XRISM 衛星では、他の超新星残骸でも観測可能であると期待しており、本研究課題である銀河系内の陽電子起源の解明にも、有用な観測量になると考えている。当初の予定では、陽電子起源の解明の解明に向けた望遠鏡開発を完遂するまでが目標になっていたが、観測研究によって、当初の予定よりも科学目標達成に近づけているため「当初の計画以上に進展している」と評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
望遠鏡開発に関しては、現在立教大学で進めているガラス基盤を用いた望遠鏡開発を軌道に乗せ、国内でも望遠鏡を製作できるような環境構築を行う。観測研究に関しては、引き続き超新星残骸の観測研究から課題遂行を目指す。
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| Causes of Carryover |
今年度は、立教大学への異動があり、研究環境の構築に時間を要した。また、当初は NASA/GSFC との共同研究で海外渡航費として用いるはずの研究費が、Covid-19 の影響で使用できなかった。来年度は、立教大学で望遠鏡開発を進める環境を整えるために研究費が必要となるため(装置やガラス基盤の購入)、次年度使用額はそれらに使う予定である。
2022年度予算に関しては、論文出版費、実験や研究に伴う旅費、望遠鏡作製に必要となる消耗品や備品の購入等に用いる予定である。
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