2015 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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| 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 – 2017-03-31
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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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| Outline of Annual Research Achievements |
2013年7月に放球を行ったPoGOLite気球実験は、残念ながらフル観測には至らなかったが3日間の科学観測と、2週間の動作実証に成功し、「かに星雲」からの硬X線偏光に上限をつけその成果を論文(Chauvin, M., Mizuno, T. et al. 2016, MNRAS 456L, 84)として出版した。
ASTRO-H衛星搭載SGD検出器は、フライト品と同一設計のコンプトンカメラを用い、大規模放射光施設SPring-8で偏光ビーム試験を行った。122 keV、194 keVの二種類のエネルギーで装置の様々な場所に偏光ビームをあて、入念な偏光応答の測定を行った。この成果は投稿論文を準備している。関連して、現行の「すざく」衛星を用い、GeVガンマ線で発見されたCygnus cocoonと呼ばれる系内の宇宙線粒子加速天体をX線でフォローアップし、電子シナリオに制限をつけた。この成果は論文(Mizuno et al. 2015, ApJ 803, 74)として出版した。同じ白鳥座Xにある高エネルギー天体VER J2019+368についてもフォローアップ観測を行い、対応天体候補と考えられるパルサー星雲からの放射の輝度分布とフラックスを精度よく算出した。この成果については学会で報告・議論を行い、投稿論文を準備している。
将来装置の開発では、前年度に引き続き、小サイズのプラスチックシンチレータとPPDを組み合わせて様々な条件下で性能評価を行った。目標(2-3 keV)に迫る5 keV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、さらなる改良点の指針も併せて、2015年9月の国際会議で発表し、また論文を投稿し受理された。(Nakaoka et al. 2016, NIMA accepted)
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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日間の科学観測を行い硬X線帯域で初めて偏光に上限をつけ論文として出版した。ASTRO-H衛星搭載SGD検出器はコンプトンカメラ部の放射光ビーム試験を行い、シミュレーションとの詳細な比較や、エネルギー・照射位置・照射偏光角の違いによる系統誤差を精度よく評価した(論文準備中)。また現行の「すざく」衛星を用いた系内粒子加速天体2つの探査も行い、1天体については論文として出版し、もう1天体も準備中である。シンチレータとPPDを組み合わせた将来装置の開発では、目標(2-3 keV)に迫る5 keVというエネルギースレッショルドを実現し、成果を論文として投稿し受理された。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、おおむね順調とみなすことができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
ASTRO-H衛星搭載SGD検出器の偏光ビーム試験は、データ解析の結果装置の検出効率の非一様性が想定以上に実データとシミュレーションによる計算の違いに影響を与えることが分かり、装置の基本パラメタの追加解析を行っていたがおおむね終了した。今後はそのとりまとめと、軌道上での「かに星雲」の観測データ解析を合わせて成果の発表を行う。「すざく」による粒子加速天体観測の論文化も行う。
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| Causes of Carryover |
平成27年11月に放射光試験の実地およびデータ解析の結果、装置の検出効率の非一様性が想定以上に実データとシミュレーションによる計算の違いに影響を与えることが分かった。研究遂行上、この影響を排除する必要があることから、装置の基本パラメタの詳細な追加解析を行うこととなり、そのため想定以上の時間を要することになった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
追加解析はほぼ終了しており、論文化を進めているところである。繰り越した研究費は、英文校正費・論文投稿費・成果発表旅費などに充てる。
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