X線観測による銀河団の構造と進化の研究

• 研究課題/領域番号: 07102007
• 研究種目: 特別推進研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 物理系
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 山下 広順 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80022622)
• 研究分担者: 難波 義治 (灘波 義治) 中央大学, 工学部, 教授 (40029129) ; 国枝 秀世 (國枝 秀世) 宇宙科学研究所, 教授 (00126856) ; 田原 譲 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (10135296)
• 研究期間 (年度): 1999 – 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 472,500千円 (直接経費: 459,000千円、間接経費: 13,500千円); 2002年度: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円); 2001年度: 40,300千円 (直接経費: 31,000千円、間接経費: 9,300千円); 2000年度: 95,000千円 (直接経費: 95,000千円); 1999年度: 120,000千円 (直接経費: 120,000千円); 1998年度: 19,000千円 (直接経費: 19,000千円); 1997年度: 36,000千円 (直接経費: 36,000千円); 1996年度: 68,000千円 (直接経費: 68,000千円); 1995年度: 76,000千円 (直接経費: 76,000千円)
• キーワード: 銀河団 / X線スペクトル / プラズマ温度 / 鉄輝線 / 重元素組成比 / 硬X線望遠鏡 / 多層膜スーパーミラー / 気球観測 / X線撮像スペクトル / X線望遠鏡 / 共鳴散乱効果 / X線撮像 / ハッブル定数 / 多層膜回折格子 / 超精密非球面加工 / スパッタリング / ハップル定数

研究概要

(1)銀河団の観測的研究 X線天文衛星「あすか」とXMM-Newtonで観測された300個に及ぶ銀河団の画像スペクトル解析を行い、銀河団の構造と進化について大きな知見が得られた。2つのエネルギー帯域の強度比及び鉄輝線と連続成分の強度比の画像をもとに、X線スペクトル解析によってプラズマ温度及び重元素組成比の分布を求めた。その結果、Mpcの広がりで高温領域の存在する場合は併合合体により、数100kpcの低温領域の存在する銀河団は銀河群規模の落ち込みにより形成されることが明らかとなった。また、重元素組成比とプラズマ温度の分布が必ずしも一致しないという新たな問題が提起された。
(2)硬X線望遠鏡の開発 Pt/C多層膜スーパーミラーの量産体制を確立し、硬X線望遠鏡を完成させた。NASA/GSFCとの共同プロジェクト(InFOCμS)により世界初の硬X線撮像観測の気球実験に成功した。観測装置は無事回収され、2回目の実験を2003年9月に予定している。また、性能向上と製作の効率化を図るために、ガラスマンドレルに直接多層膜スーパーミラーを成膜し、薄板アルミ基板にレプリカを取る方式を確立した。さらに、撮像型検出器の開発を進め、独自に観測装置を製作できるレベルに達した。

研究成果

• [文献書誌] M.Watanabe, K.Yamashita, H.Kunieda, Y.Tawara et al.: "Temperature Map of the Coma Cluster of Galaxies"Astrophys.J.. 527. 80-85 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Namba, J.Yu, J.M.Bennett, K.Yamashita: "Modeling and measurements of atomic surface roughness"Appl.Opt.. 39. 2705-2718 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] S.Sato, Y.Tawara et al.: "The Observed Mass Profiles of Dark Halos and the Formation Epoch of Galaxies"Astrophys.J.. 537. L73-L76 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M.Watanabe, K.Yamashita, H.Kunieda, Y.Tawara et al.: "Temperature Map and Iron Abundance of the Ophiuchus Cluster of Galaxies"Publ.Astron.Soc.Japan.. 53. 605-610 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Okajima, Y.Tawara, K.Yamashita, H.Kunieda, Y.Namba et al.: "Characterization of the supermirror herd X-ray telescope for the InFOCmS balloon experiment"Appl.Opt.. 41. 5417-5426 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Ogasaka, Y.Tawara, K.Yamashita, H.Kunieda, Y.Namba et al.: "Supermirror hard x-ray telescope and the results of first observation flight of InFOCμS"Proc.SPIE "X-ray and Gamma-ray Telescopes and Instruments for Astronomy". 4851. 619-630 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 波岡 武, 山下広順 編: "X線結像光学"培風館. 320 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M. Watanabe, K. Yamashita, Kunieda, Y. Tawara et al.: "Temperature Map of the Coma Cluster of Galaxies"Astrophys. J.. 527. 80-85 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y. Namba, J. Yu, J. M. Bennett and K. Yamashita: "Modeling and measurements of atomic surface roughness"Appl. Opt.. 39. 2705-2718 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] S. Sato, Y. Tawara et al.: "The Observed Mass Profiles of Dark Halos and the Formation Epoch of Galaxies"Astrophys. J.. 537. L73-L76 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M. Watanabe, K. Yamashita, A. Furuzawa, H. Kunieda, Y. Tawara et al.: "Temperature Map and Iron Abundance of the Ophiuchus Cluster of Galaxies"Publ. Astron. Soc. Japan. 53. 605-610 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T. Okajima, Y. Tawara, K. Yamashita, H. Kunieda, Y. Namba et al.: "Characterization of the supermirror hard X-ray telescope for the InFOCmS balloon experiment"Appl. Opt. 41. 5417-5426 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y. Ogasaka, Y. Tawara, K. Yamashita, H. Kunieda, Y. Namba et al.: "Supermirror hard x-ray telescope and the results of first observation flight of InFOCμS"Proc. SPIE. 4851. 619-630 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Takeshi Namioka and Koujun Yamashita eds.: "X-Ray Imaging Optics"Baifukan. 320 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hajime Inoue and Hideyo Kunieda eds.: "New Century of X-Ray Astronomy"Astronomical Society of Pacific. 609 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Yamashita: "Mirrors for hard X-ray focusing"Proc.Int'l.Conf. "Multicolour Universe" (eds. R.K.Manchanda and B.Paul, TIER, Mumbai). 280-284 (2002)
• [文献書誌] Y.Tawara, K.Yamashita, H.Kunieda et al.: "A hard X-ray telescope with multilayered supermirrors for balloon observations of cosmic X-ray sources"Advances in Space Research. 30. 1313-1319 (2002)
• [文献書誌] Y.Tawara, K.Yamashita, H.Kunieda et al.: "InFOCmS balloon-borne hard x-ray experiment with multilayer supermirror x-ray telescope"Proc. SPIE "X-Ray Optics for Astronomy". 4496. 109-114 (2002)
• [文献書誌] S.M.Owens, Tawara, K.Yamashita et al.: "Chracterization and performance of the InFOCμS 20-40 keV x-ray focusing mirror"Proc. SPIE "X-Ray Optics for Astronomy". 4496. 115-126 (2002)
• [文献書誌] T.Okajima, Y.Tawara, K.Yamashita, H.Kunieda, Y.Namba et al.: "Characterization of the supermirror hard X-ray telescope for the InFOCμS balloon experiment""Appl.Opt.. 41. 5417-5426 (2002)
• [文献書誌] K.Yamashita: "The Contribution of ASCA to High Energy Astrophysics"Italian Phys.Soc.Gonf.Proc. "Frontier Objects in Astrophysics and Particle Physics". (in press). (2003)
• [文献書誌] R.Shibata, H.Kunieda, Y.Tawara, K.Yamashita et al.: "X-ray telescope onboard Astro-E, II, Ground-based x-ray chracterization"Applied Optics. 40. 3762-3783 (2001)
• [文献書誌] M.Watanabe, K.Yamashita, H.Kunieda, Y.Tawara et al.: "Temperature Map and Iron Abundance of the Ophiuchus Cluster of Galaxies"Publ. Astron. Soc. Japan. 53. 605-610 (2001)
• [文献書誌] K.Yamashita: "ASCA old & news"Italian Phys. Soc. Conf. Proc."Frontier Objects in Astrophysics and Particle Physics". 73. 173-181 (2001)
• [文献書誌] K.Yamshita, Y.Tawara, H.Kunieda et al.: "Multilayer Supermirror Hard X-ray Telescope"Italian Phys. Soc. Conf. Proc."Frontier Objects in Astrophysics and Particle Physics". 73. 559-564 (2001)
• [文献書誌] K.Yamashita: "Mirrors for hard X-ray focusing"Proc. Int'l. Conf."Multicolour Universe". (in press). (2002)
• [文献書誌] K.Tamura, K.Yamashita, Y.Tawara et al.: "New design concept of supermirror for hardx-ray telescope"Proc. SPIE "X-Ray Mirrors, Crystals, and Multilayers II". 4501(in press). (2002)
• [文献書誌] Y.Ogasaka,K.Yamashita,H.Kunieda,Y.Tawara et al.: "Hard X-ray imaging observations : science and technology"Advances in Space Research. 25,No.3/4. 911-914 (2000)
• [文献書誌] Y.Namba,J.Yu,J.M.Bennett and K.Yamashita: "Modeling and measurements of atomic surface roughness"Appl.Opt.. 39. 2705-2718 (2000)
• [文献書誌] S.Sato,Y.Tawara et al.: "The Observed Mass Profiles of Dark Halos and the Formation Epoch of Galaxies"Astrophys.J.. 537. L73-L76 (2000)
• [文献書誌] K.Yamashita,M.Watanabe,A.Furuzawa and Y.Tawara: "Plasma temperature and abundance distribution of rich clusters of galaxies"Proc.XVIth IAP Meeting "Constructing the Universe with Clusters of Galaxies". web. (2000)
• [文献書誌] K.Tamura,K.Yamashita,Y.Tawara,H.Kunieda et al.: "Development of a balloon-borne hard x-ray telescope using Pt/Ci multilayer supermirror"Proc.SPIE "X-Ray Optics, Instruments, and Missions IV". 4138. 111-119 (2000)
• [文献書誌] T.Okajima,Y.Tawara,K.Yamashita,H.Kunieda et al.: "The X-ray measurements of the supermirror using synchrotron radiation"Proc.SPIE "X-ray Mirrors, Crystals, and Multilayers",. 4145A. 53-60 (2000)
• [文献書誌] G. Lodha, K. Yamashita, H. Kunieda, Y. Tawara 他7名: "Study of Pt/C X-Ray Multilayers Structure as a Function of Layer Period Using X-Ray Scattering"Jpn. J. Appl. Phys.. Suppl. 38-1. 289-292 (1999)
• [文献書誌] R. Shibata, H. Honda, M. Ishida, T. Ohashi and K. Yamashita: "Detection of temperature variation in the merging cluster of galaxies Abell 115 with ASCA"Astrophys. J.. 524・2. 603-611 (1999)
• [文献書誌] M. Watanabe, K. Yamashita, A. Furuzawa, Kunieda, Y. Tawara and H. Honda: "Temperature Map of the Coma Cluster of Galaxies"Astrophys. J.. 527・1. 80-85 (1999)
• [文献書誌] K. Yamashita, H. Kunieda, Y. Tawara 他12名: "New design concept of multilayer supermirrors for hard x-ray optics"Proc. SPIE. on X-Ray Optics, Instruments, and Missions II. 3766. 327-335 (1999)
• [文献書誌] F. Akimoto, A. Furuzawa, Y. Tawara and K. Yamashita: "Iron K-line analysis of clusters of galaxies with the resonance scattering effect"Advances in Space Research. 25・3/4. 603-606 (2000)
• [文献書誌] Y. Namba, J. Yu, J. M. Bennet and K. Yamashita: "Modeling and measurements of atomic surface roughness"Appl. Opt.. (in press). (2000)
• [文献書誌] 波岡武、山下広順 共編: "X線結像光学"培風館. 320 (1999)
• [文献書誌] 山下広順他 編: "第5回X線結像光学シンポジウム予稿集"特別推進研究他. 150 (1999)
• [文献書誌] M. Matsuura, S.J. Miyoshi, K. Yamashita Y. Tawara et al.: "ASCA Observations of the Distant Cluster A1204" Astrophysical Journal Letters. 466・2. L75-L78 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] H. Honda, H. Kunieda, Y. Tawara, K. Yamashita et al.: "Detection of a Temperature Structure in the Coma Cluster of Galaxies with ASCA" Astrophysical Journal Letters. 473・2. L71-L73 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K. Tamura, K. Yamashita, H. Kunieda, Y. Tawara et al.: "Development of balloon-borne hard X-ray telescopes using multilayer Supermirror" Proc. SPIE "Grazing Incidence and Multilayer X-Ray Optical Systems". 3113. 285-292 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] G.S. Lodha, K. Yamashita, Y. Namba et al.: "Effect of surface roughness and surface damage on grazing-incidence x-ray scattering and specular reflectance" Applied Optics. 37・22. 5239-5252 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] A. Furuzawa, Y. Tawara, H. Kunieda, K. Yamashita et al.: "ASCA Observations of the Distant Cluster CL0016+16 and Implication for H_O" Astrophysical Journal. 504・1. 35-41 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K. Yamashita, H. Kunieda, Y. Tawara, Y. Namba et al.: "Supermirror hard-x-ray telescope" Applied Optics. 37・34. 8067-8073 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 山下広順: "平成8年度科学研究費補助金特別推進研究研究上状況報告書" 名古屋大学 大学院理学研究科, 219 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 山下広順: "超精密生産技術大系 第4巻 応用技術 「X線望遠鏡」" (株)フジ・テクノシステム、 小林昭 監修、 土肥俊郎 編, 978(484-490) (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M.Matsuura, S.J.Miyoshi, K.Yamashita, Y.Tawara et al.: "ASCA Observations of the Distant Cluster A1204" Astrophys.J.Lett.466-2. L75-L78 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.Honda, H.Kunieda, Y.Tawara, K.Yamashita et al.: "Detection of a Temperature Structure in the Coma Cluster of Galaxies with ASCA" Astrophys.J.Lett.473-2. L71-L73 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Tamura, K.Yamashita, H.Kunieda, Y.Tawara et al.: "Development of balloon-borne hard X-ray telescope using multilayr supermirror" Proc.SPIE on Grazing Incidence and X-Ray Optical Systems. 3113. 285-292 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] G.S.Lodha, K.Yamashita, Y.Namba et al.: "Effect of surface roughness and surface damage on grazing-incidence x-ray scattering and specular reflectance" Applied Optics. 37-22. 5239-5252 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] A.Furuzawa, Y.Tawara, H.Kunieda, K.Yamashita et al.: "ASCA Opservations of the Distant Cluster CL0016+16 and Implication for H_0" Astrophys.J.504-1. 35-41 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Yamashita, H.Kunieda, Y.Tawara, Y.Namba et al.: "Supermirror hard-x-ray telecope" Applied Optics. 37-34. 8067-8073 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Koujun Yamashita: Graduate School of Science, Nagoya University Research Report on Specially Promoted Research 1996, 219 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Koujun Yamashita: "X-Ray Telescope". Fuji Techno System Co.Ltd., eds.A.Kobayashi and T.Doi Ultraprecision Production Technology, Vol.4, Applications, 978(484-490) (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Yamashita,H.Kunieda,Y.Tawara,Y.Namba et al.: "Supermirror hard-x-ray telescope" Applied Optics. 37. 8067-8073 (1998)
• [文献書誌] A.Furuzawa,Y.Tawara,H.Kunieda,K.Yamashita et al.: "ASCA Observations of the Distant Cluster CL0016+16 and Implication for H_θ" Astrophys.J.504. 35-41 (1998)
• [文献書誌] K.Tawara,K.Yamashita,H.Kunieda,Y.Namba et al.: "Development of multilayer Supermirror for hard X-ray telescopes" Proc.SPIE. 3444. 569-575 (1998)
• [文献書誌] K.Yamashita,H.Kunieda,Y.Tawara et al.: "Fabrication and characterization of multilayer supermirrors for hard x-ray optics" Journal of Synchrotron Radiation. 5. 711-713 (1998)
• [文献書誌] G.S.Lodha,K.Yamashita,Y.Namba et al.: "Effect of surface roughness and surface damage on grazing-incidence x-ray scattering and specular reflectance" Applied Optics. 37. 5239-5252 (1998)
• [文献書誌] 山下広順: "硬X線光学系と画像記録の現状及び将来展望" レーザー研究. 64・10. 1487-1491 (1999)
• [文献書誌] K.Yamashita: "Looking Deep in the Southern Sky “ASCA Results and Future Japanese X-Ray Missions"" Springer-Verlag,R.Morganti and W.J.Couch編, 336,174-180 (1999)
• [文献書誌] 山下広順,国枝秀世,田原譲: "スーパーミラーの最前線" レーザー研究. 25・5. 362-366 (1997)
• [文献書誌] K.Tamura, K.Yamashita, H.Kunieda, Y.Tawara et al.: "Development of balloon-borne hard X-ray telescopes using multilayer Supermirror" Proc.SPIE. 3113. 285-292 (1997)
• [文献書誌] Y.Ikebe, K.Yamashita et al.: "Temperature Structure of the X-ray emitting gas in Hydra-A Cluster of Galaxies" Astrophys.J.481. 660-672 (1997)
• [文献書誌] J.M.Bennett, Y.Namba et al.: "Topographic measurements of precision-ground optical glasses" Appl.Opt.36. 2211-2216 (1997)
• [文献書誌] 山下広順,国枝秀世,田原譲: "X線スーパーミラー" 応用物理学会誌. 66・12. 1359-1360 (1997)
• [文献書誌] A.Furuzawa, Y.Tawara, H.Kunieda, K.Yamashita et al.: "ASCA Observations of the Distant Cluster CLOO16+16 and Implication for H_θ" Astrophys.J.(in press). (1998)
• [文献書誌] K.Yamashita: "High Energy Astronomy and Astrophysics,Multilayer X-Ray Optics" Universities Press,P.C.Agrawal and P.R.Vishwanath 編, 430(351-359) (1998)
• [文献書誌] 山下広順,国枝秀世,田原譲: "硬X線多層膜-放射光科学への応用-" 放射光学会誌. 9・2. 1-15 (1996)
• [文献書誌] Y.Tawara,K.Yamashita,H.Kunieda et al.: "Multilayer Supermirror Coating for Hard X-Ray Telescope" Proc.SPIE. 2805. 236-243 (1996)
• [文献書誌] Y.Tawara,K.Yamashita et al.: "ASCA Observation of the Distant Cluster A1204" Astrophys.J.Lett.466. L75-L78 (1996)
• [文献書誌] H.Kunieda,Y.Tawara,K.Yamashita et al.: "Detection of a Temperature Structure in the Coma Cluster of Galaxies with ASCA" Astrophys.J.Lett.473. L71-L74 (1996)
• [文献書誌] Y.Namba: "Ultra-Precision Ginding of CVD-SiC Mirror for Synchrotron Radiation" Proc.SPIE. 2856(in press). (1997)
• [文献書誌] K.Yamashita: "Multilayer X-ray Optical Systems for Future X-Ray Astronomy Missions" Proc.Workshop on the Next Generation of X-Ray Observatories. (in press). (1997)
• [文献書誌] 山下広順: "平成8年度科学研究費補助金特別推進研究研究状況報告書" 219 (1996)
• [文献書誌] Y.Tawara,K.Yamashita et al.: "X-Ray Imaging and Spectroscopy of Cosmic Hot Plasmas Resonant Scattering of Iron K Line in an Intracluster Medium" Universal Academy Press Inc.F.Makino and K.Mitsuda編, 653(87-90) (1997)
• [文献書誌] H.Kunieda: "X-Ray Spectroscopy of Photoionized Plasmas in Astrophysics" UV and X-Ray Spectroscopy of Astrophysycal and Laboratory Plasmas (eds.K.Yamashita and T.Watanabe,Universal Academy Press,Inc.,Tokyo). 21-26 (1996)
• [文献書誌] Y.Tawara: "Imaging Spectroscopy of Clusters of Galaxies with ASCA" UV and X-Ray Spectroscopy of Astrophysycal and Laboratory Plasmas. 145-149 (1996)
• [文献書誌] 難波義治 他: "オンマシン計測による斜入射X線ミラーの超精密研削" 精密工学会誌. 61. 1285-1289 (1995)
• [文献書誌] K.Yamashita: "Application of multilayers to VUV and x-ray astronomy" J.Elect.Spec.Rel.Phenom.(in press). (1996)
• [文献書誌] H.Kunieda et al.: "Normal Incidence Multilayer Telescope for Galactic EUV Observation" J.Elect.Spec.Rel.Phenom.(in press). (1996)
• [文献書誌] K.Yamashita: "ASCA Observation of Clusters of Galaxies" IAU Symp.No.175,Extragalactic Radio Sources (ed.C.Fanti).(in press). (1996)
• [文献書誌] 難波義治: "超精密生産技術大系 第1巻 基本技術「フロート・ポリッシング」" (株)フジ・テクノシステム、小林昭 監修、河西俊雄 編, 1096(337-341) (1995)
• [文献書誌] 山下広順: "超精密生産技術大系 第4巻 応用技術「X線望遠鏡」" (株)フジ・テクノシステム、小林昭 監修、土肥俊郎 編, 978(484-490) (1996)