超精密Ｘ線分光で解き明かす巨大ブラックホールの物質放出によるバリオン加熱経路

• 研究課題/領域番号: 15J02737
• 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: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(実験)
• 研究機関: 首都大学東京
• 研究代表者: 瀬田 裕美 首都大学東京, 理工学研究科, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2015-04-24 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: X線天文学 / マイクロカロリメータ / デジタル処理機器 / Ｘ線天文学 / ASTRO-H 衛星 / ひとみ / ASTRO-H衛星 / 電波銀河

研究実績の概要

本来の計画は、2016年打ち上げのX線天文衛星 「ひとみ」の機上デジタル処理機器の性能校正やデータ解析を行う予定であったが、同衛星は姿勢系の不具合により、打ち上げ後１ヶ月で観測中止となった。そこで、「ひとみ」衛星の希少なデータを生かしながら、将来衛星計画への展開を見据えた機上デジタル処理の開発に力を注ぐことにした。
将来計画には、「ひとみ」衛星後継機をはじめ、2030年前後に打ち上げ予定の宇宙マイクロ波背景放射観測衛星 LiteBIRD や、次世代赤外線天文衛星 SPICA などがある。これらは、「ひとみ」衛星と同様に、低温検出器を搭載する予定である。低温検出器で検出したデータを処理する軌道上デジタル処理には、共通する機能要求と技術的課題がある。したがって、「ひとみ」衛星の開発資産がそのまま展開できる。
私は、これらの機上デジタル処理器のブレッドボードモデル (BBM) を作成し、そこに「ひとみ」衛星で開発したロジックを搭載して改良することを目標にした基礎的な開発を行った。疑似センサーデータをアナログ処理器が処理後、デジタル処理機器を通り、スペースワイヤー通信を行う。機器への要求を整理し、市販品のボード (Zybo) と拡張ボードで対応できることを示した。機器を準備し、搭載するプログラム開発を行って、初歩的なロジックを動作させるところまで開発を進めた。
また、「ひとみ」衛星で得られたデータを用いた論文に、共著者として参加した。機上デジタル処理機器の開発経験を活かして、高エネルギー側の応答を求めることに寄与し、活動銀河核 NGC1275 とその母銀河団のスペクトルを分離することに成功した。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Detection of polarized gamma-ray emission from the Crab nebula with the Hitomi Soft Gamma-ray Detector (2018)
  • 著者名/発表者名: Hitomi collaboration
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: 6 ページ: 113-113
  • DOI: 10.1093/pasj/psy118
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hitomi X-ray observation of the pulsar wind nebula G21.5-0.9 (2018)
  • 著者名/発表者名: Hitomi Collaboration、Aharonian Felix、...、Kohmura Takayoshi...、et al (他191名）
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: 3 ページ: 1-16
  • DOI: 10.1093/pasj/psy027
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] In-flight verification of the calibration and performance of the ASTRO-H (Hitomi) Soft X-ray Spectrometer (2018)
  • 著者名/発表者名: Maurice A. Leutenegger et al. (including Toshiki Sato)
  • 雑誌名: Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems 巻: 4(2) 号: 02 ページ: 021407-021407
  • DOI: 10.1117/1.jatis.4.2.021407
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Ground calibration of the Astro-H (Hitomi) soft x-ray spectrometer (2018)
  • 著者名/発表者名: Eckart Megan E.、et al.
  • 雑誌名: Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems 巻: 4 号: 02 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1117/1.jatis.4.2.021406
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Hitomi (ASTRO-H) X-ray Astronomy Satellite (2018)
  • 著者名/発表者名: Tadayuki Takahashi, Yuto Ichinohe (73/270) et al.
  • 雑誌名: Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems 巻: 4 号: 02 ページ: 021402-021402
  • DOI: 10.1117/1.jatis.4.2.021402
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] In-flight calibration of Hitomi Soft X-ray Spectrometer. (1) Background (2018)
  • 著者名/発表者名: Caroline A Kilbourne, Shinya Yamada他 (22人中21番目）
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: 2 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1093/pasj/psx139
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Glimpse of the highly obscured HMXB IGR J16318-4848 with Hitomi (2018)
  • 著者名/発表者名: Hitomi Collaboration, A. Bamba et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: 2 ページ: 17-17
  • DOI: 10.1093/pasj/psx154
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hitomi observations of the LMC SNR N 132D: Highly redshifted X-ray emission from iron ejecta (2018)
  • 著者名/発表者名: Hitomi collaboration, A. Bamba, et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: 2 ページ: 16-16
  • DOI: 10.1093/pasj/psx151
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hitomi X-ray studies of giant radio pulses from the Crab pulsar (2018)
  • 著者名/発表者名: Hitomi Collaboration, Aya Bamba, et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: 2 ページ: 15-15
  • DOI: 10.1093/pasj/psx083
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Search for thermal X-ray features from the Crab nebula with the Hitomi soft X-ray spectrometer (2018)
  • 著者名/発表者名: Hitomi Collaboration, Aya Bamba, et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: 2 ページ: 14-14
  • DOI: 10.1093/pasj/psx072
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hitomi observation of radio galaxy NGC1275: The first X-ray microcalorimeter spectroscopy of Fe-Kα line emission from an active galactic nucleus (2018)
  • 著者名/発表者名: Hitomi Collaboration, Aya Bamba, et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: 2 ページ: 13-13
  • DOI: 10.1093/pasj/psx147
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Atomic data and spectral modeling constraints from high-resolution X-ray observations of the Perseus cluster with Hitomi* (2018)
  • 著者名/発表者名: Hitomi Collaboration, Aya Bamba
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: 2 ページ: 12-12
  • DOI: 10.1093/pasj/psx156
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Temperature structure in the Perseus cluster core observed with Hitomi (2018)
  • 著者名/発表者名: Hitomi Collaboration, Aya Bamba, et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: 2 ページ: 11-11
  • DOI: 10.1093/pasj/psy004
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Measurements of resonant scattering in the Perseus Cluster core with Hitomi SXS (2018)
  • 著者名/発表者名: Hitomi Collaboration, Aya Bamba, et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: 2 ページ: 10-10
  • DOI: 10.1093/pasj/psx127
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Atmospheric gas dynamics in the Perseus cluster observed with Hitomi (2018)
  • 著者名/発表者名: Hitomi Collaboration, Aya Bamba, et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: 2 ページ: 9-9
  • DOI: 10.1093/pasj/psx138
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] In-flight performance of the soft x-ray spectrometer detector system on Astro-H (2018)
  • 著者名/発表者名: Porter Frederick S.、Boyce Kevin R.、Chiao Meng P.、Eckart Megan E.、Fujimoto Ryuichi、Ishisaki Yoshitaka、Kilbourne Caroline Anne、Leutenegger Maurice A.、McCammon Daniel
  • 雑誌名: Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems 巻: 4 号: 01 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1117/1.jatis.4.1.011218
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] In-flight performance of pulse-processing system of the ASTRO-H/Hitomi soft x-ray spectrometer (2018)
  • 著者名/発表者名: Ishisaki Yoshitaka、Yamada Shinya, et al.
  • 雑誌名: Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems 巻: 4 号: 01 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1117/1.jatis.4.1.011217
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Performance of the helium dewar and the cryocoolers of the Hitomi soft x-ray spectrometer (2017)
  • 著者名/発表者名: Hitomi collaboration incl. Kasuke Sato
  • 雑誌名: Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems 巻: 4 号: 01 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1117/1.jatis.4.1.011208
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] In-orbit operation of the soft x-ray spectrometer onboard the Hitomi satellite (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsujimoto Masahiro、Mitsuda Kazuhisa、Kelley Richard L.、den Herder Jan-Willem、Bialas Thomas G.、Boyce Kevin R.、Chiao Meng P.、de Vries Cor P.
  • 雑誌名: Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems 巻: 4 号: 01 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1117/1.jatis.4.1.011205
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The quiescent intracluster medium in the core of the Perseus cluster (2016)
  • 著者名/発表者名: Hitomi Collaboration et al.
  • 雑誌名: Nature 巻: 535 号: 7610 ページ: 117-121
  • DOI: 10.1038/nature18627
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The ASTRO-H (Hitomi) x-ray astronomy satellite (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, T. et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9905 ページ: 990510-11
  • DOI: 10.1117/12.2232379
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Astro-H high resolution soft x-ray spectrometer (2016)
  • 著者名/発表者名: Kelley, Richard L.; Seta, Hiromi(43番目); et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9905
  • DOI: 10.1117/12.2232509
  • 国際共著
• [雑誌論文] In-flight performance of the Soft X-ray Spectrometer detector system on Astro-H (2016)
  • 著者名/発表者名: Porter, Frederick S.; Seta, Hiromi(13番目); et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9905 ページ: 29-29
  • DOI: 10.1117/12.2232799
  • 国際共著
• [雑誌論文] In-orbit operation of the ASTRO-H SXS (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsujimoto, Masahiro; Seta, Hiromi(37番目); et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9905 ページ: 99050Y-99050Y
  • DOI: 10.1117/12.2231784
  • 国際共著
• [雑誌論文] Performance of the helium dewar and cryocoolers of ASTRO-H SXS (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto, Ryuichi; Seta, Hiromi(18番目); et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9905 ページ: 99053S-99053S
  • DOI: 10.1117/12.2232933
  • 国際共著
• [雑誌論文] In-flight performance of pulse processing system of the ASTRO-H soft x-ray spectrometer (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishisaki, Y; Yamada, S; Seta, H; Tashiro, M.S.; Takeda, S; Terada, Y; K, Yuka; Tsujimoto, M; Koyama, S; MItsuda, K.; Sawada, M.; Boyce, K.R.; Chiao, M.P.; Watanabe, T.; Leutenegger, M.A.; Eckart, M. E.; Porter, F. Scott; Kilbourne, C.A.; Kelley, R.L.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9905 ページ: 99053T-99053T
  • DOI: 10.1117/12.2234222
  • 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] In-flight verification of the calibration and performance of the ASTRO-H (Hitomi) Soft X-Ray Spectrometer (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Leutenegger; M. Audard; K. Boyce; G. Brown; M. Chiao; M. Eckart; R. Fujimoto; A. Furuzawa; M. Guainazzi; D. Haas; J. den Herder; T. Hayashi; R. Iizuka; M. Ishida; Y. Ishisaki; R. Kelley; N. Kikuchi; C. Kilbourne; S. Koyama; et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: Volume 9905 ページ: 99053U-99053U
  • DOI: 10.1117/12.2234230
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Ground calibration of the Astro-H (Hitomi) soft x-ray spectrometer (2016)
  • 著者名/発表者名: Eckart, M. E; Seta, H.(18番目); et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9905 ページ: 108-108
  • DOI: 10.1117/12.2233053
  • 国際共著
• [雑誌論文] Anatomy of the AGN in NGC 5548. VI. Long-term variability of the warm absorber (2016)
  • 著者名/発表者名: Ebrero, J.; Kaastra, J. S.; Kriss, G. A.; Di Gesu, L.; Costantini, E.; Mehdipour, M.; Bianchi, S.; Cappi, M.; Boissay, R.; Branduardi-Raymont, G.; Petrucci, P.-O.; Ponti, G.; Pozo Núñez, F.; Seta, H.; Steenbrugge, K. C.; Whewell, M.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 587 ページ: A129-A129
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201527808
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Anatomy of the AGN in NGC 5548. II. The spatial, temporal, and physical nature of the outflow from HST/COS Observations (2015)
  • 著者名/発表者名: Arav, N.; Chamberlain, C.; Kriss, G. A.; Kaastra, J. S.; Cappi, M.; Mehdipour, M.; Petrucci, P.-O.; Steenbrugge, K. C.; Behar, E.; Bianchi, S.; Boissay, R.; Branduardi-Raymont, G.; Costantini, E.; Ely, J. C.; Ebrero, J.; di Gesu, L.; Harrison, F. A.; Kaspi, S.; Malzac, J.; De Marco, B.; et al.; Seta, H.; et al.
  • 雑誌名: Astronomy & Astrophysics 巻: 577 ページ: A37-A37
  • DOI: 10.1051/0004-6361/201425302
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 「ひとみ (ASTRO-H)」搭載 SXS の高エネルギー帯域スペクトルの較正 (2016)
  • 著者名/発表者名: 瀬田裕美, 石崎欣尚, 江副祐一郎, 山田真也(首都大学東京), 辻本匡弘, 前田良知, 小山志勇, 山崎典子, 満田和久(ISAS/JAXA), 藤本龍一(金沢大), 澤田真理(青山学院大), 佐藤浩介(東京理科大), 北本俊二, 星野晶夫(立教大), 田代信(埼玉大), 野田博文(東北大), R. L. Kelley (NASA/GSFC),他「ひとみ」 SXS チーム
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
  • 発表場所: 愛媛大学 (愛媛県松山市)
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] 「すざく」による電波銀河 Centaurus A ローブのＸ線観測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 瀬田裕美, 田代信, 井上進
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
  • 発表場所: 甲南大学
  • 年月日: 2015-09-09
• [備考] 首都大学東京 宇宙物理実験 大橋研究室
  • URL: http://www-x.phys.se.tmu.ac.jp/home/wp/