2013 Fiscal Year Annual Research Report
X線ガンマ線偏光をプローブとした、系内コンパクト天体における粒子加速の探査
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25287059
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
水野 恒史 広島大学, 宇宙科学センター, 准教授 (20403579)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 宇宙物理（実験） / X線ガンマ線天文学 / 偏光 / 粒子加速 / コンパクト天体 |
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| Research Abstract |
2013年7月に、PoGOLite偏光計を無事気球で打ち上げた。残念ながらデータ取得系に問題が生じ、フル観測には至らなかったが、3日間の科学観測と、2週間余りの動作実証には成功した。将来の気球による長時間観測を考えると、北極周回軌道で2週間という長時間フライトを成功させた意義は大きい。また地上では放球前に、散乱を用いて作り出した偏光信号を使い、100時間あまりの入念なキャリブレーションを行った。これらフライトデータとキャリブレーション試験の双方について、論文化を進めている。
ASTRO-H衛星搭載SGD検出器に関しては、フライト品の製作・試験が始まった。特に偏光観測には光子統計が必要であり、150keV以下の感度が重要となる。このエネルギー帯域で視野を絞り、高い感度を実現するコリメータ装置のフライト品を製作し、その受け入れ試験を2013年12月に行った。フライト用の6本全てについて透過率と光軸を測定し、透過率が仕様を満たすことを確認した。但し1本は構造的に問題が有ったため、現在再製作を進めている。この受け入れ試験で得られた光軸のキャリブレーション結果は、SGD検出器に組み付ける際のアライメント調整に用いる。
将来装置の開発では、小サイズのプラスチックシンチレータとPPDを組み合わせ、様々な条件下での性能評価を行った。読出しセンサを-10℃まで冷却し、また高速のアンプで読み出すことで暗電流を抑え、10keV程度までエネルギースレッショルドを下げることに成功した。これらの成果は、2014年2月に愛媛県で行われたSuzaku-MAXI国際会議で発表した。この経験を踏まえ、2-3keVまでスレッショルドを下げるため、さらなる改良を進めていくことになる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
PoGOLite気球実験は、2週間という長時間フライトを成功させた。残念ながらフル観測には至らなかったが、3日余りの科学観測を行うことができた。またASTRO-H衛星搭載SGD検出器のコリメータ装置は、6本全てのフライト品の製作と受け入れ試験を行った。1本に構造的な問題が見つかったが、再製作を進めている。シンチレータとPPDを組み合わせた将来装置の開発では、10keVまでエネルギースレッショルドを下げることに成功した。目標である2-3keVには届いていないが、さらなる改良の余地はあり、試験を進めている。これらを勘案すると、当初計画を完全には実現できなかったものの、課題と解決方法はきちんと認識できており、おおむね順調と見なすことができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
PoGOLite気球実験については、地上キャリブレーション試験と3日間の科学観測データが既にあり、これらを論文化し将来の長時間観測に備える。ASTRO-H衛星搭載SGD検出器は、コリメータ装置のフライト品受け入れ試験を終了させるとともに、軌道上で性能を最大限に発揮させるためアライメント調整を行う。また各種環境試験も行い、打ち上げに備える。プラスチックシンチレータとPPDを組み合わせた将来装置の開発では、前年度の経験を踏まえ、動作電圧の最適化やコインシデンス法の採用などにより、目標である2-3keVのエネルギースレッショルドの実現を目指す。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初計画に対して、シミュレーション用計算機に予定していた費用を既存の設備を有効活用することで抑えることができ、次年度使用額が生じた。
研究実績の概要・今後の推進方策で述べたように、ASTRO-H衛星搭載SGD検出器の開発およびPPDを用いた将来装置の開発のいずれも、概ね計画通りに進んだが若干の積み残しがある。PoGOLite気球実験の地上キャリブレーションデータおよびフライトデータの論文化も今後の課題となっている。そこで、本年度の当初予定予算に加えこの次年度使用額を有効に活用して、課題を解決していく。具体的には、PoGOLite気球実験の論文化(投稿料、成果発表旅費など)、PPDを用いた将来装置の開発(読出しの高速化やコインシデンス法のための機器など)、SGD検出器の開発(コリメータ装置フライト品の受け入れ試験や各種環境試験のための機器、実験旅費、成果発表旅費など)に充てる。
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