ASTRO-H衛星で探る高温ガスのダイナミクスと銀河からのフィードバック

• 研究課題/領域番号: 16K05300
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 松下 恭子 東京理科大学, 理学部第一部物理学科, 教授 (50366423)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 銀河 / 銀河団 / フィードバック / 化学進化 / X線天文学 / 構造形成 / 銀河団ガス

研究成果の概要

「ひとみ」衛星により試験観測されたペルセウス座銀河団のデータの解析を行った。 ペルセウス座銀河団は全天で最も明るい銀河団であり、銀河からのフィードバックを研究するためには最適の天体の一つである。ペルセウス座銀河団中心領域の高温ガスの速度構造や温度、重元素組成比などを調べた。
「すざく」衛星は、バックグラウンドが低く、銀河団外縁部の高温ガスのような低輝度な放射を検出することができる。銀河団外縁部までの銀河団ガスの温度、密度、鉄の組成比の測定を行い、銀河団ガスのエントロピー、圧力、や銀河団ガスの密度むらの評価を行った。重元素の総量を求めることにより銀河団銀河での星の初期質量関数の議論を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

銀河団は宇宙最大の自己重力系であり、暗黒物質の重力で銀河や数千万度の高温ガスを閉じ込めており、バリオンの実験室とも言われる。銀河団銀河は我々の天の川銀河とは異なり楕円銀河が多く、我々の太陽近傍とは異なった進化を辿ってきたように見える。恒星の集団である銀河は我々の天の川銀河のような渦巻銀河と楕円体の楕円銀河が主である。銀河団を観測することにより、２種の銀河における進化の違いを調べることができる。

研究成果

• [国際共同研究] SRON(オランダ)
• [国際共同研究] NASA/Maryland University(米国)
• [国際共同研究] ケンブリッジ大学(英国)
• [国際共同研究] NASA(米国)
• [国際共同研究] SRON(オランダ)
• [国際共同研究] ケンブリッジ大学(英国)
• [国際共同研究] NASA(米国)
• [雑誌論文] Element Stratification in the Middle-Aged Type Ia Supernova Remnant G344.7-0.1 (2020)
  • 著者名/発表者名: Fukushima, K., Yamaguchi, H., Slane, P.O., Park, S., Katsuda, S., Sano, H., Lopez, L.A., Plucinsky, P.P., Kobayashi, S.B., and Matsushita,F
  • 雑誌名: Accepted for publication in Astrophysical Journal 巻: 未定
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] An X-ray spectroscopic search for dark matter and unidentified line signatures in the Perseus cluster with Hitomi (2019)
  • 著者名/発表者名: Tamura, Takayuki; Fabian, Andrew C.; Gandhi, Poshak; Gu, Liyi; Kamada, Ayuki; Kitayama, Tetsu; Loewenstein, Michael; Maeda, Yoshitomo; Matsushita, Kyoko; McCammon, Dan; Mitsuda, Kazuhisa; Nakashima, Shinya; Porter, Scott; Pinto, Ciro; Sato, Kosuke; Tombesi, Francesco; Yamasaki, Noriko Y.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: - 号: 3
  • DOI: 10.1093/pasj/psz023
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Unveiling the Galaxy Cluster - Cosmic Web Connection with X-ray observations in the Next Decade (2019)
  • 著者名/発表者名: Walker, Stephen; Nagai, Daisuke; Simionescu, A.; Markevitch, M.; Akamatsu, H.; Arnaud, M.; Avestruz, C.; Bautz, M.; Biffi, V.; Borgani, S.; Bulbul, E.; Churazov, E.; Dolag, K.; Eckert, D.; Ettori, S.; Fujita, Y.; Gaspari, M.; Ghirardini, V.; Kraft, R.; Lau, E. T. Mantz, A.; Matsushita, K.;
  • 雑誌名: Astro2020: Decadal Survey on Astronomy and Astrophysics, science white papers,no. 218; Bulletin of the American Astronomical Society, 巻: 51
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Constraints on the chemical enrichment history of the Perseus Cluster of galaxies from high-resolution X-ray spectroscopy (2019)
  • 著者名/発表者名: Simionescu et al. 35名中4番目
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 483 号: 2 ページ: 1701-1721
  • DOI: 10.1093/mnras/sty3220
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [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] Multiwavelength study of X-ray luminous clusters in the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program S16A field (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyaoka et al.
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 70 号: SP1 ページ: 1-20
  • DOI: 10.1093/pasj/psx132
  • 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] 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] 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] Solar abundance ratios of the iron-peak elements in the Perseus cluster (2017)
  • 著者名/発表者名: Aharonian, F., Bamba, A. et al.
  • 雑誌名: Nature 巻: 551 号: 7681 ページ: 478-480
  • DOI: 10.1038/nature24301
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hitomi Constraints on the 3.5 keV Line in the Perseus Galaxy Cluster (2016)
  • 著者名/発表者名: Aharonian, F. A., Akamatsu, H, Terada, Y. et al (Hitomi collaboration)
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 837 号: 1 ページ: 15-23
  • DOI: 10.3847/2041-8213/aa61fa
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] X-ray observations of a subhalo associated with the NGC 4839 group infalling toward the Coma cluster (2016)
  • 著者名/発表者名: Toru SASAKI, Kyoko MATSUSHITA, Kosuke SATO, and Nobuhiro OKABE
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 68 号: 5 ページ: 1-15
  • DOI: 10.1093/pasj/psw078
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [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] Suzaku observations of a shock front tracing the western edge of the giant radio halo in the Coma Cluster (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuusuke Uchida, Aurora Simionescu, Tadayuki Takahashi, Norbert Werner, Yuto Ichinohe, Steven W. Allen, Ondrej Urban, Kyoko Matsushita
  • 雑誌名: Publications of the Astronomical Society of Japan 巻: 印刷中 号: SP1
  • DOI: 10.1093/pasj/psv126
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 銀河団外縁部の観測に対する前景放射の影響の評価 III (2020)
  • 著者名/発表者名: 杉山剣人, 松下恭子, 小林翔悟 (東京理科大学), 佐藤浩介 (埼玉大学)
  • 学会等名: 日本天文学会2020年春季年会
• [学会発表] A2199 銀河団の外縁部に存在するガス塊の探査 (2020)
  • 著者名/発表者名: 上田将暉, 松下恭子, 小林翔悟 (東京理科大学), 佐藤浩介 (埼玉大学)
  • 学会等名: 日本天文学会2020年春季年会
• [学会発表] XRISM (2019)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Matsushita
  • 学会等名: XMM-NEWTON 2019 SCIENCE WORKSHOP
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 銀河団外縁部の観測に対する前景放射の影響の評価 II (2019)
  • 著者名/発表者名: 杉山剣人, 松下恭子, 小林翔悟 (東京理科大学), 佐藤浩介 (埼玉大学)
  • 学会等名: 日本天文学会2019年秋季年会
• [学会発表] 銀河団外縁部に存在するガス塊の探査 (2019)
  • 著者名/発表者名: 上田将暉, 松下恭子, 小林翔悟 (東京理科大学), 佐藤浩介 (埼玉大学)
  • 学会等名: 日本天文学会2019年秋季年会
• [学会発表] 銀河団外縁部の観測に対する前景放射の影響の評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 杉山剣人, 松下恭子, 小林翔悟 (東京理科大学), 佐藤浩介 (埼玉大学)
  • 学会等名: 日本天文学会2019年春季年会
• [学会発表] 銀河団外縁部のエントロピーの平坦性に対するガス塊の寄与 (2019)
  • 著者名/発表者名: 上田将暉, 松下恭子, 小林翔悟 (東京理科大学), 佐藤浩介 (埼玉大学)
  • 学会等名: 日本天文学会2019年春季年会
• [学会発表] 近傍銀河団の r500 までの重元素分布 (2018)
  • 著者名/発表者名: 平井真一, 松下恭子, 小林翔悟 (東京理科大学), 佐藤浩介 (埼玉大学)
  • 学会等名: 日本天文学会2018年秋季年会
• [学会発表] 銀河団における高温ガスの乱流による共鳴散乱の影響の定量化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 古川愛生, 松下恭子, 平井真一 (東京理科大学), 佐藤浩介 (埼玉大学)
  • 学会等名: 日本天文学会2018年春季年会
• [学会発表] X 線天文衛星「ひとみ」によるペルセウス座銀河団の温度構造解析 II (2017)
  • 著者名/発表者名: 中島真也 (理化学研究所), 松下恭子, 佐藤浩介 (東京理科大), 田村隆幸, Aurora Simionescu (ISAS/JAXA), Marshall W. Bautz (MIT), ひとみコラボレーション
  • 学会等名: 日本天文学会2017年秋季年会
• [学会発表] ペルセウス座銀河団における高温ガスの乱流による共鳴散乱の評価 II (2017)
  • 著者名/発表者名: 古川愛生, 松下恭子, 佐藤浩介 (東京理科大学), 深沢泰司, 大野雅功, 挽谷政弥 (広島大学)
  • 学会等名: 日本天文学会2017年秋季年会
• [学会発表] ひとみ (ASTRO-H)」SXS によるペルセウス座銀河団中心部の共鳴散乱 III (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐藤浩介, 古川愛生, 松下恭子 (東京理科大), 大野雅功, 深沢泰司 (広島大), F. Paerels(Columbia univ.), I. Zhuravleva(Stanford univ.), 「ひとみ」コラボレーション
  • 学会等名: 日本天文学会2017年秋季年会
• [学会発表] 「ひとみ(ASTRO-H)」SXSによるペルセウス座銀河団中心部の共鳴散乱 II (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐藤浩介, 古川愛生, 佐々木亨, 松下恭子 (東京理科大), F. Paerels(Colombia), I. Zhuravleva(Stanford), 山口弘悦 (NASA/GSFC), 中島真也 (ISAS/JAXA), 深沢泰司, 大野雅功 (広島大), 「ひとみ」コラボ レーション
  • 学会等名: 日本天文学会2017年春季年会
  • 発表場所: 九州大学
• [学会発表] X線天文衛星「ひとみ」によるペルセウス座銀河団の温度構造解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中島真也(ISAS/JAXA), 松下恭子, 佐藤浩介 (東京理科大), 山口弘悦 (NASA/GSFC, メリーランド 大) Aurora Simionescu, 田村隆幸 (ISAS/JAXA), Marshall W. Bautz (MIT)
  • 学会等名: 日本天文学会2017年春季年会
  • 発表場所: 九州大学
• [学会発表] X線天文衛星「ひとみ」によるペルセウス座銀河団の重元素量測定とその解釈 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山口弘悦(NASA/GSFC, メリーランド大), 松下恭子, 佐藤浩介, 佐々木亨 (東京理科大), 中島真也, Aurora Simionescu (宇宙研), Marshall W. Bautz (MIT), Michael Loewenstein (NASA/GSFC)
  • 学会等名: 日本天文学会2017年春季年会
  • 発表場所: 九州大学
• [学会発表] 「すざく」衛星による Abell2163 銀河団外縁部の詳細な解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 伊東雅史、松下恭子、佐藤浩介、佐々木亨 (東京理科大学)、太田直美 (奈良女子大学)
  • 学会等名: 日本天文学会2017年春季年会
  • 発表場所: 九州大学
• [学会発表] 「すざく」で観測した近傍銀河団・銀河群のエントロピー分布 (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐々木亨, 松下恭子, 佐藤浩介, 横田佳奈, 栗山翼, 菅野祐 (東京理科大学), 赤松弘規 (SRON), 藤田裕 (大阪大学), 中澤知洋 (東京大学), 岡部信広 (広島大学), 大橋隆哉 (首都大学東京), 太田直美 (奈良女 子大学), 田村隆幸 (ISAS/JAXA), 滝沢元和 (山形大学)
  • 学会等名: 日本天文学会2017年春季年会
  • 発表場所: 九州大学
• [学会発表] 「すざく」によるAbell 262銀河団内の鉄質量と銀河分布の方向依存性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 菅野祐、松下恭子、佐藤浩介、佐々木亨 (東京理科大学)、一戸悠人 (首都大学東京)
  • 学会等名: 日本天文学会2017年春季年会
  • 発表場所: 九州大学
• [学会発表] 「ひとみ (ASTRO-H)」SXSによるペルセウス座銀河団中心部の乱流速度 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松下恭子、Hitomi collaboration
  • 学会等名: 日本天文学会2016年秋季年会
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] ペルセウス座銀河団における高温ガスの乱流による共鳴散乱の評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 古川愛生,松下恭子, 佐藤浩介, 佐々木亨, 天海公志 (東京理科大学), 深沢泰司, 枝廣育実 (広島 大学)
  • 学会等名: 日本天文学会2016年秋季年会
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] 「ひとみ(ASTRO-H)」SXSによるペルセウス座銀河団中心部の共鳴散乱 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤浩介, 古川愛生, 天海公志 (東京理科大学) ,Hitomi (ASTRO-H) collaboration
  • 学会等名: 日本天文学会2016年秋季年会
  • 発表場所: 愛媛大学
• [備考] 銀河団も太陽も化学組成は同じだった
  • URL: http://www.jaxa.jp/press/2017/11/20171114_hitomi_j.html
• [備考] 銀河団も太陽も化学組成は同じだった
  • URL: http://www.tus.ac.jp/today/20171113004.pdf