硬X線撮像分光による天の川銀河の高エネルギー活動性の統一的解明

• 研究課題/領域番号: 10J07550
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 内山 秀樹 東京大学, 大学院・理学系研究科, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円); 2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2011年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2010年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: 天文学 / X線 / 「すざく」衛星 / 天の川銀河 / 銀河中心領域 / 宇宙線 / CCD / 天の川銀河中心 / 激変星 / TeVガンマ線未同定天体 / パルサー風星雲

研究概要

本年度は、以下の4点について成果があった。1.「すざく」X線データの系統解析により、天の川銀河の熱的活動性の起源が、中心と銀河面で異なり、多成分を持つことを明らかにした。2.電波・ガンマ線と「すざく」X線の中性FeKα輝線データを組み合わせ、天の川銀河を満たす非熱的な高エネルギー宇宙線(光子を含む)の巨大分子雲との相互作用や、その加速源候補の調査を行った。3.「すざく」搭載X線CCDカメラXISを用いた新たな解析方法を開発し、系外活動銀河核から時間変動しない軟X線成分を発見した。上記の1-3の成果はいずれも査読付論文として受理・発行されている。特に1.の成果は重要であるため、詳細する。「すざく」が観測した天の川銀河の全データを系統解析し、銀河拡散X線における硫黄、アルゴン、カルシウムの高階電離イオンからの輝線強度の空間分布を世界で初めて得た。その結果、元素の電離温度が、鉄では銀河面より中心の方が高いのに対し、硫黄では逆に銀河面より中心の方が低いことを明らかにした。これは銀河拡散X線を放射する高温プラズマが鉄あるいは硫黄輝線を強く出す高温(～7千万K)と低温(～1千万K)の2成分からなり、それぞれの成分が中心と銀河面で異なる起源を持つことを強く示唆する、全く新しい観測事実である。また、4.次世代X線天文衛星ASTRO-Hに搭載予定の硬X線撮像検出器・軟ガンマ線検出器の地上試験・較正を行い、2015年の打ち上げに向け、計画を進めた。これはASTRO-Hを用いた将来の発展的研究につながる。

研究成果

• [雑誌論文] An X-ray counterpart of HESS J1427-608 discovered with Suzaku (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujinaga, et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: Vol.65, No.3
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray Echo from the Sagittarius C Complex and 500-year Activity History of Sagittarius A* (2013)
  • 著者名/発表者名: Gando, et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: Vol.65, No.2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interacting Cosmic Rays with Molecular Clouds : A Bremsstrahlung Origin of Diffuse High-energy Emission from the Inner 2°×1° of the Galactic Center (2013)
  • 著者名/発表者名: Yusef-Zadeh, et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: Vol.762, Iss.1 号: 1 ページ: 33-55
  • DOI: 10.1088/0004-637x/762/1/33
  • 査読あり
• [雑誌論文] K-Shell Line Distribution of Heavy Elements along the Galactic Plane Observed with Suzaku (2013)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama, et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: Vol.65, No.1 ページ: 19-19
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Nature of Stable Soft x-Ray Emissions in Several Types of Active Galactic Nuclei Observed by Suzaku (2013)
  • 著者名/発表者名: Noda, et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: Vol.65, No.1 ページ: 4-22
  • 査読あり
• [雑誌論文] Global Distribution of Fe Kα Lines in the Galactic Center Region Observed with the Suzaku Satellite (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Uchiyama, et al
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 63 SP3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial and Temporal Variations of the Diffuse Iron 6.4 keV Line in the Galactic Center Region (2012)
  • 著者名/発表者名: D.Chernyshov, et al
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 64 No.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Data-oriented Diagnostics of Pileup Effects on the Suzaku XIS (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Yamada, et al
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 64 No.3(掲載決定)(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] No X-Ray Excess from the HESS J1741-302 Region except a New Intermediate Polar Candidate (2011)
  • 著者名/発表者名: Hideki Uchiyama, Katsuji Koyama, Hironori Matsumoto, Omar Tibolla, Sarah Kaufmann, Stefan Wagner
  • 雑誌名: Publication of the Astronomical Society of Japan 巻: 印刷中(掲載確定)
  • 査読あり
• [学会発表] ASTRO-H衛星搭載装置のアクティブシールド用BGO試験の現状(2) (2013)
  • 著者名/発表者名: 西田瑛量, 他
  • 学会等名: 日本天文学会2013年春季年会
  • 発表場所: 埼玉大学、さいたま市
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] 「すざく」による銀河中心超新星残骸 Sgr A Eastからの高階電離Mn-Cr Kα輝線の発見 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内山秀樹, 村上浩章, 中澤和洋, 牧島一夫
  • 学会等名: 日本天文学会2013年春季年会
  • 発表場所: 埼玉大学、さいたま市
  • 年月日: 2013-03-20
• [学会発表] X線天文公開FITSデータの紹介とその教材としての利用の可能性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内山秀樹
  • 学会等名: 平成24年度 天体画像教育利用ワークショップ
  • 発表場所: 仙台市天文台、仙台市(宮城県)
  • 年月日: 2013-01-13
• [学会発表] Resonance Scattering as a New Probe for the Galactic Center X-ray Emission (2012)
  • 著者名/発表者名: 内山秀樹
  • 学会等名: 第3回ASTRO-H夏の学校
  • 発表場所: コープイン京都、京都市
  • 年月日: 2012-08-12
• [学会発表] 「すざく」長時間観測アーカイブデータを用いた天の川銀河拡散X線放射の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内山秀樹、牧島一夫
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(西宮市)
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] すざく」による天の川銀河拡散X線放射の空間依存性の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内山秀樹、牧島一夫
  • 学会等名: 日本天文学会2012年春季年会
  • 発表場所: 龍谷大学(京都市)
  • 年月日: 2012-03-21
• [学会発表] 「すざく」による天の川銀河拡散X線放射の高統計スペクトルの研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内山秀樹、牧島一夫
  • 学会等名: 日本天文学会2011年秋季年会
  • 発表場所: 鹿児島大学(鹿児島市)
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Study of the Galactic Ridge X-ray Emission with ASTRO-H SXI (2011)
  • 著者名/発表者名: 内山秀樹
  • 学会等名: 第2回ASTRO-H夏の学校
  • 発表場所: ニューフジヤホテル(熱海市)
  • 年月日: 2011-08-24
• [学会発表] Wide Spatial Profiles of Fe Ka lines in the Galactic Center Diffuse X-rays (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Uchiyama, et al
  • 学会等名: Suzaku 2011 Exploring the X-ray Universe : Suzaku and Beyond
  • 発表場所: アメリカ合衆国、SLAC
  • 年月日: 2011-07-20
• [学会発表] 「すざく」による銀河中心5°×2°領域における星間吸収分布の測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内山秀樹
  • 学会等名: 銀河中心Sgr A*の観測的ブラックホール時空研究(国立天文台研究集会2011)
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス
  • 年月日: 2011-03-22
• [学会発表] 「すざく」による強磁場激変星候補天体Suzaku J 1740.5-3014の発見 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内山秀樹、湯浅孝行、牧島一夫、小山勝二、松本浩典
  • 学会等名: 日本天文学会2010年秋季年会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] New Questions of Galactic Ridge X-ray Emission Left to ASTRO-H by Suzaku (2010)
  • 著者名/発表者名: 内山秀樹
  • 学会等名: 第1回Astro-H夏の学校
  • 発表場所: 群馬水上,松乃井
  • 年月日: 2010-08-19
• [備考]
  • URL: http://www-utheal.phys.s.u-tokyo.ac.jp/~uchiyama/wordpress/?page_id=36
• [備考]
  • URL: http://www-utheal.phys.s.u-tokyo.ac.jp/~uchiyama/wordpress/?page_id=36