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硬X線偏光測定で明らかにする中性子星表面近傍の強磁場環境と放射過程

研究課題

研究課題/領域番号 18H05861
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
審査区分 0203:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

小高 裕和  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (50610820)

研究期間 (年度) 2018-08-24 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード中性子星 / 降着型パルサー / 強磁場 / 偏光 / X線 / 輻射輸送 / 硬X線 / 偏光観測
研究実績の概要

降着型パルサーのX線放射モデルを確立するために、理論・実験の両面で基礎的な研究を行った。
理論面では、降着型パルサーの3次元X線放射モデルを構築するための基礎検討を行った。本研究では強磁場の存在により変更された電子・光子散乱の物理プロセスをモンテカルロ放射輸送コードMONACOに導入し、強磁場を持つ中性子星表面での放射を計算することを目指している。まず実装が容易な古典的な断面積を用いて計算を行い、パルサーのX線スペクトルの観測的特徴がよく再現できることを確かめた。アプローチの妥当性が確認されたので、次のより詳細な計算に進むことができる。
観測データによる検証を実施するため予備的な解析を行った。非常に明るい降着型パルサーであるSMC X-1の「すざく」衛星によるX線観測データを用いた。この天体はエディントン限界光度を超えて輝いており、最近発見されたことで注目されている超高光度X線パルサーの謎を解く鍵になると期待できる。予備解析の途中で、高電離鉄イオンの吸収線を発見し、降着円盤の構造について新たな知見が得られたため、当初の目的と別にこれを先行してレター論文として出版した。
将来の硬X線偏光観測の実現に目指し、半導体ピクセル検出器を用いた撮像偏光システムの基礎開発を進めた。超小型衛星に搭載できるような小型の撮像系を構築するため、ピクセルサイズが10マイクロメートルより小さいCMOSセンサと微小符号化開口マスクを組み合わせた撮像系の実証実験を行った。このCMOSセンサの偏光測定能力を評価し、シミュレーションシステムを開発した。これにより、さらに実用的な撮像偏光センサへの要求を整理することができた。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] X-ray reverberation lags of the Fe?K line due to AGN disc winds2018

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto Misaki、Ebisawa Ken、Tsujimoto Masahiro、Done Chris、Hagino Kouichi、Odaka Hirokazu
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 482 号: 4 ページ: 5316-5326

    • DOI

      10.1093/mnras/sty3056

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Detection of polarized gamma-ray emission from the Crab nebula with the Hitomi Soft Gamma-ray Detector2018

    • 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

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Compton Shoulder Diagnostics in Active Galactic Nuclei for Probing the Metalicity of the Obscuring Compton-Thick Tori2018

    • 著者名/発表者名
      M. Hikitani, M. Ohno, Y. Fukazawa, T. Kawaguchi and H. Odaka
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 867 号: 1 ページ: 80-80

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aae1fe

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] X-ray short-time lags in the Fe-K energy band produced by scattering clouds in active galactic nuclei2018

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto Misaki、Done Chris、Hagino Kouichi、Ebisawa Ken、Tsujimoto Masahiro、Odaka Hirokazu
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 00 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1093/mnras/sty1114

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Discovery of Redshifted He-like Iron Absorption Line from Luminous Accreting Neutron Star SMC X-12018

    • 著者名/発表者名
      Kubota Megu、Odaka Hirokazu、Tamagawa Toru、Nakano Toshio
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 868 号: 2 ページ: L26-L26

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aaef76

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 明るい降着型パルサーSMC X-1からの高電離鉄吸収線の発見とその解釈2019

    • 著者名/発表者名
      小高裕和
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] X 線放射輸送コードMONACOへの一般相対論的効果の導入2019

    • 著者名/発表者名
      會澤優輝
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CMOSイメージャを用いたX線偏光撮像システムの開発 II2019

    • 著者名/発表者名
      春日知明
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] X線放射輸送コードMONACOの開発の現状とその降着天体への応用2018

    • 著者名/発表者名
      小高裕和
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ジオメトリを考慮したブラックホール連星 Cyg X-1 の硬X線スペクトル解析2018

    • 著者名/発表者名
      會澤優輝
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CMOSイメージャを用いたX線偏光撮像システムの開発 I2018

    • 著者名/発表者名
      春日知明
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-08-27   更新日: 2019-12-27  

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