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科学衛星「ぎんが」によるX線天文学日英協同研究

研究課題

研究課題/領域番号 01044145
研究種目

国際学術研究

配分区分補助金
応募区分共同研究
研究機関宇宙科学研究所

研究代表者

田中 靖郎  宇宙科学研究所, 宇宙圏研究系, 教授 (10022534)

研究分担者 田原 譲  名古屋大学, 理学部, 助手 (10135296)
国枝 秀世  名古屋大学, 理学部, 助手 (00126856)
伊藤 真之  宇宙科学研究所, 宇宙圏研究系, 助手 (40213087)
堂谷 忠靖  宇宙科学研究所, 宇宙圏研究系, 助手 (30211410)
満田 和久  宇宙科学研究所, 宇宙圏研究系, 助手 (80183961)
紀伊 恒男  宇宙科学研究所, 宇宙圏研究系, 助手 (70183788)
常深 博  大阪大学, 理学部, 助教授 (90116062)
柴崎 徳明  立教大学, 理学部, 助教授 (50206124)
牧島 一夫  東京大学, 理学部, 助教授 (20126163)
村上 敏夫  宇宙科学研究所:宇宙圏研究系, 助教授 (60092350)
井上 一  宇宙科学研究所, 宇宙圏研究系, 助教授 (40092142)
長瀬 文昭  宇宙科学研究所, 宇宙圏研究系, 助教授 (00022690)
松岡 勝  理化学研究所, 宇宙線研究室, 主任研究員 (30013668)
小山 勝二  京都大学, 理学部, 教授 (10092206)
山下 広順  宇宙科学研究所, 宇宙圏研究系, 教授 (80022622)
小川原 嘉明  宇宙科学研究所, 宇宙圏研究系, 教授 (80013671)
宮本 重徳  大阪大学, 理学部, 教授 (70013638)
槙野 文命  宇宙科学研究所, 宇宙圏研究系, 教授 (60022589)
HAYASHIDA Kiyoshi  Osaka Univ., Assistant
KITAMOTO Shunji  Osaka Univ., Assistant
COOKE B. A.  Leicester Univ., Assistant Professor
WATSON M. G.  Leicester Univ., Instructor
WARWICK R. S.  Leicester Univ., Instructor
STEWART G. S.  Leicester Univ., Assistant
OHASHI Takaya  Univ. of Tokyo, Assistant
KAWAI Nobuyuki  The Institute of Physical and Chemical Research, Scientist
POUNDS K. A.  Leicester Univ., Professor
TURNER M. J. L  Leicester Univ., Instructor
YOSHIDA Atsumasa  The Institute of Physical and Chemical Research, Scientist
ISHIDA Manabu  Univ. of Tokyo, JSPS Fellowships for Japanese Junior Scientist
TENNANT A.  Cambridge Univ., Assistant
MCHARDY I.  Leicester Univ., Assistant
WILLIAMS R.  Leicester Univ., Assistant
CRUISE M.  RAL, Professor
PATCHET B.  RAL, Instructor
MASON K. O.  MSSL, Assistant Professor
MUKAI K.  MSSL, Assistant
FABIAN A.  Cambridge Univ., Professor
MUKAI K.  マラード宇宙科学研究所, 助手
FABIAN A.  ケンブリッジ大学, 教授
PATCHET B.  ラザフォード, アップルトン研究所, 講師
MASON K.O.  マラード宇宙科学研究所, 助教授
TENNANT A.  ケンブリッジ大学, 助手
北本 俊二  大阪大学, 理学部, 助手 (70177872)
林田 清  大阪大学, 理学部, 助手 (30222227)
CRUISE M.  ラザフォード, アップルトン・研究所, 教授
WILLIAMS R.  レスター大学, 助手
STEWART G.S.  レスター大学, 助手
WARWICK R.S.  レスター大学, 講師
WATSON M.G.  レスター大学, 講師
COOKE B.A.  レスター大学, 助教授
河合 誠之  理化学研究所, 宇宙線研究室, 研究員 (80195031)
吉田 篤正  理化学研究所, 宇宙線研究室, 研究員補
POUNDS K.A.  レスター大学, 教授
TURNER M.J.L  レスター大学, 講師
MCHARDY I.  レスター大学, 助手
大橋 隆哉  東京大学, 理学部, 助手 (70183027)
研究期間 (年度) 1989 – 1991
研究課題ステータス 完了 (1991年度)
配分額 *注記
10,800千円 (直接経費: 10,800千円)
1991年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
1990年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
1989年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
キーワードX線天文学 / 科学衛星 / 宇宙X線背景放射 / クェ-サ- / ブラックホ-ル / 中性子星 / 白色わい星 / 星のコロナ / 国際協力 / 活動銀河核 / 白色矮星 / 宇宙高温プラズマ
研究概要

本研究では、わが国の科学衛星「ぎんが」を用い、3年間にわたって日英共同によるX線天文学の研究を行なってきた。これは「ぎんが」の主観測装置である大面積比例計数管(LAC)が、英国(主としてレスタ-大学)と日本の緊密な国際協力により実現した装置であるという経緯に基づいている。この間、「ぎんが」は大きな故障なしに観測を続け、予想をはるかに上回る多くの成果を挙げたが、次第に軌道高度を下げ、惜しくも1991年11月1日頃に大気圏に再突入し4年9か月のミッションライフを閉じた。以下ではこの間の研究実績を、総論と各論に分けて述べる。
【総論】
日英科学者は本研究を通じて頻繁に往来し、緊密に協力しつつ、衛星の運用、搭載装置の較正やメンテナンス、観測計画の立案、デ-タの配分や管理などにあたってきた。また実際に「ぎんが」を用いて多くの共同観測を行ない、共同でデ-タを解析し、多くの共著論文を仕上げてきた。
これらの共同研究は、日英双方がこれまで独自に蓄積してきた技術や経験を交換する、貴重な機会を与えてくれることになった。さらに、同じ観測デ-タを日英それぞれで解析し結果を詳しくつき合わせることにより、研究成果の信頼性を大きく高めることができ、ひいては「ぎんが」の学術的意義を広くかつ深くする上で、資するところが極めて大であった。得られた主要な学術的成果は、各論の部分で述べる。
幸い「ぎんが」は、世界のX線天文学の最前線を大きく推し進めるプロジェクトとして、高い国際的評価を獲得した。その一因として、「ぎんが」が多くの外国人研究者の利用に供されてきたことが挙げられるが、そのさい本研究が呼び水として重要な役割を果たしたことも忘れてはならないであろう。
以上をまとめると、本研究により日英双方のこの研究分野に、大きなメリットがもたらされた。さらに本研究にもとづく国際協力により、国際的な学術研究に対し大きな貢献が成し遂げられた。
【学術的成果の各論】
(1)宇宙X線背景放射:宇宙X線背景放射は、X線天文学の最大の謎の一つであり、宇宙の進化の鍵を握っていると考えられている。本研究では、宇宙の遠方におけるX線天体の数密度を巧妙な方法で求め、宇宙X線背景放射に対するそれらの寄与を推定した。また2keV以上のエネルギ-範囲で多くのクェ-サ-のX線スペクトルを初めて測定し、宇宙X線背景放射のスペクトルとは明確に異なることを示した。この結果、クェ-サ-など既知の天体の重ね合わせだけで宇宙X線背景放射を説明することは難しく、未知の宇宙初原天体が存在する可能性が残った。
(2)活動銀河核の性質:クェ-サ-、セイファ-ト銀河などの活動銀河は、中心核に極めて激しい活動をもつ。本研究では多くのクェ-サ-を観測し、X線スペクトルの変動、スペクトルと電波強度の関係などを調べた。観測結果の多くは、シンクロトロン放射機構あるいはシンクロトロン自己コプトン機構により説明でき、活動銀河核が巨大ブラックホ-ルであるという考えを支持している。2個のクェ-サ-からは初めて鉄輝線が検出され、また多くのセイファ-ト銀河では中心核を濃い物質が取り巻いていることが発見された。このように活動銀河核の環境についても多くの情報が得られた。
(3)銀河系内のX線天体の観測:X線パルサ-やX線バ-スタ-など、中性子星を含むX線天体について、多くの共同観測が行なわれた。X線パルサ-から非周期的な変動を発見したのは、その成果の一例である。X線を放射する白色わい星については特に緊密な日英共同研究が行なわれた結果、X線放射機構やその自転変調の仕組みが明らかになり、この研究分野に大きな進展をつけ加えた。いくつかの星のコロナの観測も日英共同で行なわれ、極めて温度の高い成分があること、鉄輝線が理論値より弱い場合があること、などが分かった。

報告書

(2件)
  • 1991 研究成果報告書概要
  • 1990 実績報告書
  • 研究成果

    (85件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (85件)

  • [文献書誌] M.J.L.Turner et al.: "The large area counter on Ginga" Publ.Astron.Soc.J.41. 345 (1989)

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  • [文献書誌] K.Hayashida et al.: "The origin and behavior of the background in the large area counters on Ginga and its effect on the sensitivity" Publ.Astron.Soc.Japan. 41. 405 (1989)

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  • [文献書誌] K.Koyama et al.: "Ginga Obaservation of the Xーray Pulsar 1E 2259+586 in the Supernova Remant G109.1ー1.0" Publ.Astron.Soc.J.41. 461 (1989)

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  • [文献書誌] K.Koyama et al.: "Are there many Be star binary xーray pulsars in the Galactic ridge?" Publ.Astron.Soc.J.41. 483 (1989)

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  • [文献書誌] N.Kawai et al.: "Ginga observations of the xーray eclipse of SS433" Publ.Astron.Soc.J.41. 491 (1989)

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  • [文献書誌] K.Makishima et al.: "Xーray Spectra of Varying Xーray Emission Components in the Low Mass Xーray Binary GX 3+1" Publ.Astron.Soc.J.41. 531 (1989)

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  • [文献書誌] A.E.Sansom et al.: "Ginga Obaservations of 4U 1820ー30 in NGC 6624:The 11ーMinute Flux Modulation" Publ.Astron.Soc.J.41. 591 (1989)

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  • [文献書誌] A.P.Smale et al.: "Ginga Observations of the Dipping Xーray Binary XB1916ー053" Publ.Astron.Soc.J.41. 607 (1989)

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  • [文献書誌] K.Makishima et al.: "Xーray and Radio Observations of Flares from RS Canum Veneticorum System UX Arietis" Publ.Astron.Soc.J.41. 679 (1989)

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  • [文献書誌] K.Makishima et al.: "Xーray Spectral Study of M31 with Ginga" Publ.Astron.Soc.J.41. 697 (1989)

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  • [文献書誌] T.Ohashi et al.: "Xーray Spectrum of the BL Lacertae Object PKS 2155ー304" Publ.Astron.Soc.J.41. 709 (1989)

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  • [文献書誌] R.S.Warwick et al.: "A Ginga Observation of NGC 4151" Publ.Astron.Soc.J.41. 721 (1989)

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  • [文献書誌] K.A.Pounds et al.: "Iron Features in the Xーray Spectra of 3 Seyfert Galaxies" Mon.Not.R.Astron.Soc.240. 769 (1989)

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  • [文献書誌] F.Makino et al.: "Xーray Outburst of the Ouasar 3C 279" Astrophys.J.347. L9 (1989)

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  • [文献書誌] K.A.Pounds et al.: "Xーray reflection from cold matter in the nuclei of active galaxies" Nature. 344. 132-133 (1990)

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  • [文献書誌] K.A.Pounds et al.: "The xーray spectrum of the broadーline radio galaxy 3C445" Mon.Not.R.Astron.Soc.242. 20 (1990)

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  • [文献書誌] I.M.George: "Xーray illuminated accretion discs:a model for the iron line in NGC 3227" Mon.Not.R.Astron.Soc.242. 28 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.M.McHardy: "GINGA observations of Abell 2218:impications for HO" Mon.Not.R.Astron.Soc.242. 215-220 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nandra et al.: "The xーray spectrum of NCGー6ー30ー15 and its temporal variability" Mon.Not.R.Astron.Soc. 242. 660-668 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C.Done et al.: "Simultaneous multifrequecy observations of the Seyfert galaxy NGC4051:constant opticalーinfrared emission observed during largeーamplitude xーray variability" Mon.Not.R.Astron.Soc.243. 713 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.J.L.Turner et al.: "The xーray emission of 3C273" Mon.Not.R.Astron.Soc.244. 310-321 (1990)

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  • [文献書誌] K.Koyama et al.: "Further Ginga observations of the new xーray pulsar X1722ー36" Publ.Astron.Soc.J.42. 287 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sakao et al.: "When will the peculiar xーray pulsar GX 1+4 resume fast spinーup?" Mon.Not.R.Astron.Soc.246. 11 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C.S.R.Day et al.: "Ginga observations of an intense variable iron line in Mkn 841" Mon.Not.R.Astron. 247. 15-17 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ohashi et al.: "Xーray observations of NGC 253 and M83 with Ginga" Astrophys.J.365. 180-185 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Makishima et al.: "Discovery of a prominent cyclotron absorption feature from the transient xーray pulsar X0331+53" Astrophys.J.365. L59-L62 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kii et al.: "Xーray continum and evidence for an iron emission line from the quasar E1821+643" Astrophys.J.367. 455-461 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.G.Doyle et al.: "Simultaneous detection of a large flare in the xーray and optical regions on the RS CVnーtype star II Peg" Mon.Not.R.Astron.Soc.248. 503-507 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.A.Pounds et al.: "Compton reflection and the variable xーray spectrum of Ngc 5548" Mon.Not.R.Astron.Soc.248. 760-772 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.S.Warwick et al.: "The xーray spectral veriability of NGC 4151" Mon.Not.R.Astron.Soc.248. 773-786 (1991)

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  • [文献書誌] K.O.Mason et al.: "Ginga xーray observation of EX Hya:new constraints on the accretion model" Mon.Not.R.Astron.Soc.249. 417-429 (1991)

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  • [文献書誌] A.C.Fabian et al.: "The correlation function of the 4ー12 keV xーray background intensity measured with the Ginga LAC" Mon.Not.R.Astron.soc.249. 698-703 (1991)

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  • [文献書誌] K.Makishima et al.: "Nonーperiodic intensity variations in the xーray binaries" Mon.Not.R.Astron.Soc.252. 156-162 (1991)

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  • [文献書誌] A.C.Fabian et al.: "Ginga observations of the Shapley Supercluster" Mon.Not.R.Astron.Soc.252. 394-402 (1991)

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  • [文献書誌] A.C.Fabian et al.: "Ginga and EXOSAT observations of Perseus cluster of galaxies" Mon.Not.R.Astron.Soc.254. 51-58 (1992)

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  • [文献書誌] M.Ishida et al.: "Ginga observations of the old nova GX Pers in quiescence and outbutst" Mon.Not.R.Astron.Soc.254. 647-654 (1992)

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  • [文献書誌] M.G.Watson et al.: "A Ginga observation of FO Aqr:discless accretion and multiple emission components" Mon.Not.R.Astron.Soc.254. 705-718 (1992)

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  • [文献書誌] K.Makishima et al.: "Hard xーrays from the contact binary VW Cephei" Mon.Not.R.Astron.Soc.255. 192-196 (1992)

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  • [文献書誌] M. J. L. Turner et al.: "The Large area counter on Ginga" Publ. Astron. Soc. J.41. 345 (1989)

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  • [文献書誌] K. Hahashida et al.: "The origin and behavior of the background in the large area counters on Ginga and its effect on the sensitivity" Publ. Astron. Soc. Japan. 41. 405 (1989)

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  • [文献書誌] K. Koyama et al.: "Ginga Observation of the X-ray Pulsar 1E 2259+586 in the Supernova Remnant G109.1 1.0" Publ. Astron. Soc. J.41. 461 (1989)

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  • [文献書誌] K. Koyama et al.: "Are there many Be star binary x-ray pulsars in the Galactic ridge?" Publ. Astron. Soc. J.41. 483 (1989)

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  • [文献書誌] N. Kawai et al.: "Ginga Observations of the x-ray eclipse of SS433" Publ. Astron. Soc. J.41. 491 (1989)

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  • [文献書誌] K. Makishima et al.: "X-ray Spectra of Varying X-ray Emission Components in the Low Mass X-ray Binary GX 3+1" Publ. Astron. Soc. J.41. 531 (1989)

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  • [文献書誌] A. E. Sansom et al.: "Ginga Observations of 4U 1820-30 in NGC 6624 : The 11-Miunte Flux Modulation" Publ. Astron. Soc. J.41. 591 (1989)

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  • [文献書誌] A. P. Smale et al.: "Ginga Observations of the Dipping X-ray Binary XB1916-053" Publ. Astron. Soc. J.41. 607 (1989)

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  • [文献書誌] K. Makishima et al.: "X-ray and Radio Observations of Flares from RS Canum Veneticorum System UX Arietis" Publ. Astron. Soc. J.41. 679 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Makishima et al.: "X-ray Spectral Study of M31 with Ginga" Publ. Astron. Soc. J.41. 697 (1989)

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  • [文献書誌] T. Ohashi et al.: "X-ray Spectrum of the BL Lacertae Object PKS 2155-304" Publ. Astron. Soc. J.41. 709 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R. S. Warwick et al.: "A Ginga Observation of NGC 4151" Publ. Astron. Soc. J.41. 721 (1989)

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  • [文献書誌] K. A. Pounds et al.: "Iron Features in the X-ray Spectra of 3 Seyfert Galaxies" Mon. Not. R. Astron. Soc.240. 769 (1989)

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  • [文献書誌] F. Makino et al.: "X-ray Outburst of the Ouasar 3C 279" Astrophys. J.347. 19 (1989)

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  • [文献書誌] K. A. Pounds et al.: "X-ray reflection from cold matter in the nuclei of active galaxies" Nature. 344. 132-133 (1990)

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  • [文献書誌] K. A. Pounds et al.: "The x-ray spectrum of the broad-line radio galaxy 3C445" Mon. Not. R. Astron. Soc.242. 20 (1990)

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  • [文献書誌] I. M. George: "X-ray illuminated accretion discs : a model for the iron line in NGC 3227" Mon. Not. R. Astron. Soc.242. 28 (1990)

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  • [文献書誌] I. M. McHardy: "GINGA observations of Abell 2218 : implications for HO" Mon. Not. R. Astron. Soc.242. 215-220 (1990)

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  • [文献書誌] K. Nandra et al.: "The x-ray spectrum of NCG-6-30-15 and its temporal variability" Mon. Not. R. Astron. Soc.242. 660-668 (1990)

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  • [文献書誌] C. Done et al.: "Simultaneous multifrequency observations of the Seufert galaxy NGC4051 : constant optical-infrared emission observed during large-amplitude x-ray variability" Mon. Not. R. Astron. Soc.243. 713 (1990)

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  • [文献書誌] M. J. L. Turner et al.: "The x-ray emission of 3C273" Mon. Not. R. Astron. Soc.244. 310-321 (1990)

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  • [文献書誌] K. Koyama et al.: "Further Ginga observations of the new x-ray pulsar X1722-36" Publ. Astron. Soc. J.42. 287 (1990)

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  • [文献書誌] K. Sakao et al.: "When will the peculiar x-ray suplsar GX 1+4 resume fast spin-up?" Mon. Not. R. Astron. soc.246. 11 (1990)

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  • [文献書誌] C. S. R. Day et al.: "Ginga observations of an intense variable iron line in Mkn 841" Mon. Not. R. Astron. 247. 15-17 (1990)

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  • [文献書誌] T. Ohashi et al.: "X-ray observations of NGC 253 and M83 with Ginga" Astrophys. J.365. 180-185 (1990)

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  • [文献書誌] K. Makishima et al.: "Discovery of a prominent cyclotron absorption feature from the transient x-ray pulsar X0331+53" Astrophys. J.365. 159-162 (1990)

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  • [文献書誌] T. Kii et al.: "X-ray continum and evidence for an iron emission line from the quasar E1821+643" Astrophys. J.367. 455-461 (1991)

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  • [文献書誌] J. G. Doyle et al.: "Simultaneous detection of a large flare in the x-ray and optical regions on the RS CVn-type star II Peg" Mon. Not. R. Astron. Soc.248. 503-507 (1991)

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  • [文献書誌] K. A. Pounds at al.: "Compton reflection and the variable x-ray spectrum of NGC 5548" Mon. Not. R. Astron. Soc.248. 760-772 (1991)

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  • [文献書誌] R. S. Warwick et al.: "The x-ray spectral variability of NGC 4151" Mon. Not. R. Astron. Soc.248. 773-786 (1991)

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  • [文献書誌] K. O. Mason et al.: "Ginga x-ray observation of EX Hya : new constraints on the accretion model" Mon. Not. R. Astron. Soc.249. 417-429 (1991)

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  • [文献書誌] A. C. Fabian et al: "The correlation function of the 4-12 keV x-ray background intensity measured with the Ginga LAC" Mon. Not. R. Astron. Soc.249. 698-703 (1991)

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  • [文献書誌] K. Makishima et al.: "Non-periodic intensity variations in the x-ray binaries" Mon. Not. R. Astron. Soc.252. 156-162 (1991)

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  • [文献書誌] A. C. Fabian et al.: "Ginga observations of the Shapley Supercluster" Mon. Not. R. Astron. Soc.252. 394-402 (1991)

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  • [文献書誌] A. C. Fabian et al.: "Ginga and EXOSAT observations of the Perseus cluster of galaxies" Mon. Not. R. Astron. Soc.254. 51-58 (1992)

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  • [文献書誌] M. Ishida et al.: "Ginga observations of the old nova GX persi in quiescence and outbutst" Mon. Not. R. Astron. Soc.254. 647-654 (1992)

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  • [文献書誌] M. G. Watson et al.: "A ginga observation of FO Aqr : discless accretion and multiple emission components" Mon. Not. R. Astron. Soc.254. 705-718 (1992)

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  • [文献書誌] K. Makishima et al.: "Hard x-rays from the contact binary VW Cephei" Mon. Not. R. Astron. Soc.255. 192-196 (1992)

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  • [文献書誌] I.M.McHardy et al.: "GINGA observations of Abell 2218:implications for HO" Mon.Not.R.Astron.Soc.242. 215-220 (1990)

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  • [文献書誌] A.C.Fabian et al.: "Simultaneouse multifrequecy obaservations of the Seyfert galaxy NGC4051:constant opticalーinfared emission observed during largeーaplitude xーray variability" Mon.Not.R.Astron Soc.243. 713- (1990)

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公開日: 1989-04-01   更新日: 2016-04-21  

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