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銀河中心をとりまく星間空間からの広がったX線放射:新しい粒子加速機構に迫る

Research Project

Project/Area Number08J09647
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics 1
Research InstitutionThe University of Tokyo
Research Fellow 湯浅 孝行  東京大学, 大学院・理学系研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY) 2008 – 2010
Project Status Completed(Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost : ¥1,800,000)
Fiscal Year 2010 : ¥600,000 (Direct Cost : ¥600,000)
Fiscal Year 2009 : ¥600,000 (Direct Cost : ¥600,000)
Fiscal Year 2008 : ¥600,000 (Direct Cost : ¥600,000)
KeywordsX線宇宙物理学 / 白色矮星 / 銀河中心 / 拡散X線放射 / 球状星団 / 47 Tucanae / SpaceWire
Research Abstract

銀河中心や銀河面に沿って観測される、見かけ上広がったX線放射(銀河系X線背景放射)の放射起源・放射機構を、分光的な手法を用いて解明するため、広帯域・高感度を特徴とする「すざく」X線衛星の複数の観測をスタックし、合計100万秒というひじょうに長い積分時間のデータを構築した。背景放射の解析でノイズとなる、中性子星連星やブラックホール連星などの明るいX線点源からの寄与を注意深く排除した結果、6-7キロ電子ボルト帯域にみられる複数の電離状態の鉄からの原子輝線放射を分解すると同時に、これまで観測の難しかった50キロ電子ボルト以上の硬X線帯域のスペクトル形状を、高い統計精度で測定することができた。
本背景放射については、高空間分解能のChandra衛星を用いた観測から、暗いX線点源が主要な放射源であることが示唆されている(Revnivtsev et al. 2009, Nature)ものの、白色矮星連星系や太陽のような普通の星からのコロナX線放射だけで、スペクトルまで含めて説明できるかどうか、未解明であった。そこで、本年度の研究では、各種天体の背景放射への寄与を切り分け、また、未知の放射性分の有無を調べるため、とくに10キロ電子ボルト以上の帯域で唯一の放射源となりうる強磁場白色矮星連星系について、X線放射機構を数値的にモデル化した。このモデルは、白色矮星質量を主な自由パラメタとして含んでおり、地球近傍の17の個別天体の「すざく」によるX線スペクトルをよく再現した(Yuasa et al. 2010, Astronomy & Astrophysics)。先に抽出した、X線背景放射のスペクトルにこの白色矮星のスペクトルモデルを適用したところ、モデルは硬X線帯域でのスペクトルの形状を良く説明し、背景放射に寄与している白色矮星の平均質量が0.66(0.59-0.75)太陽質量と推定できた。10キロ電子ボルト以下の帯域では、白色矮星モデルだけでは背景放射を説明できず、~1.5キロ電子ボルト程度の温度を持つ(低温のプラズマ放射を示唆する形状の残差が見られた。この値は、コロナX線天体の典型的な温度とよく一致しており、この2成分だけで2-50キロ電子ボルトという広いエネルギー帯域にわたって、背景放射のスペクトルを、ひじょうによく説明できた。
今回のスペクトル解析の結果は、Chandra衛星の撮像観測の観測と相補的であり、これらの結果から、X線宇宙物理学における40年以上謎だった銀河系X線背景放射の起源が、暗いX線天体の集合であると考えてほぼ間違いないことが明らかにすることができた。

Report

(3results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report

Research Products

(12results)

All 2010 2009 2008

All Journal Article Presentation

  • [Journal Article] White dwarf masses in intermediate polars observed with the Suzaku satellite2010

    • Author(s)
      Takayuki Yuasa, et al.
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume : 520

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Origin of an Extended X-Ray Emission Apparently Associated with the Globular Cluster 47 Tucanae2009

    • Author(s)
      T.Yuasa
    • Journal Title

      Publication of Astronomical Society of Japan 61

      Pages : 1107-1115

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Origin of Thermal and Non-Thermal Hard X-Ray Emission from the Galactic Center2009

    • Author(s)
      V.Dogiel, et al.
    • Journal Title

      Publication of Astronomical Society of Japan 61

      Pages : 1099-1105

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Particle Propagation in the Galactic Center and Spatial Distribution of Non-Thermal X-Rays2009

    • Author(s)
      V.Dogiel, et al.
    • Journal Title

      Publication of Astronomical Society of Japan 61

      Pages : 1093-1098

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Timing and Spectral Study of AXJ1745. 6-2901 with Suzaku2009

    • Author(s)
      Hyodo, Y., et al.
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan 61

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Broad-Band Spectrum of the Black Hole Candidate IGRJ 174971□2821 Studied with Suzaku2009

    • Author(s)
      Paizis, A., et al.
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan 61

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 磁場を持つ激変星の質量推定と、銀河面X線放射への寄与2010

    • Author(s)
      湯浅孝行
    • Organizer
      日本天文学会春季年会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2010-03-25
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Mass Estimation of White Dwarfs in Intermediate Polar systems using the Suzaku satellite2009

    • Author(s)
      湯浅孝行
    • Organizer
      INTEGRAL Workshop 2009
    • Place of Presentation
      Otranto, Italy
    • Year and Date
      2009-10-13
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 磁場を持つ白色矮星の連星系の質量推定;X線連続スペクトルの解析から2009

    • Author(s)
      湯浅孝行
    • Organizer
      日本天文学会秋季年会
    • Place of Presentation
      山口大学
    • Year and Date
      2009-09-14
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] SpaceWire I/F を用いた衛星内時刻配信の検証2009

    • Author(s)
      湯浅孝行, 他
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      立教大学
    • Year and Date
      2009-03-28
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] A simple super-resolution algorithm based on cross-correlation for sparsely sampled pulse waveforms2008

    • Author(s)
      Takayuki Yuasa, et al.
    • Organizer
      IEEE/NSS
    • Place of Presentation
      Dresden, Germany
    • Year and Date
      2008-10-20
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] NeXT衛星等に向けた SpaceWire I/F の開発2008

    • Author(s)
      湯浅孝行, 他
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      山形大学
    • Year and Date
      2008-09-22
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

URL :

Published : 2008-04-01   Modified : 2016-04-21  

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