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分光・偏光・撮像の3大観測能力を高いレベルで備えた新しいX線望遠鏡の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K21886
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分16:天文学およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

前田 良知  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (80342624)

研究分担者 坪井 陽子  中央大学, 理工学部, 教授 (70349223)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードX線天文学 / 分光 / 撮像 / 偏光 / X線望遠鏡
研究開始時の研究の概要

偏光・分光・撮像の3大観測能力を高いレベルで備えた新しいX線望遠鏡の実証を行う。
この3つが同時に実現できると、それぞれの観測能力で世界最先端を実現できる。
鉄などの輝線を一本一本分離し、その偏光度マッピングが世界で初めて可能になる。
つまり、輝線ダイナミクス&偏光&撮像という全く新しい高エネルギー天文学に挑むことができる。
コンプトンダウン散乱を用いた中心核ブラックホールの周りのガスの3次元分布や共鳴散乱を用いた銀河団ガスの質量・ダイナミクスなどへの貢献へとつなげる。

研究成果の概要

偏光・分光・撮像の3大観測能力を高いレベルで備えた新しいX線望遠鏡の実証にむけて、開発を進めた。スリット(ARB)の製作技術にはレプリカ法を用い、透過率の低い重金属の金で精度高いスリット製作が実現できることを実証し、像再構成がうまくいくことを証明した。ソフトウエアの開発は、宇宙空間での観測を想定し、ポワソン統計を前提に、あらゆるスリット形状に対応させることができた。望遠鏡は製造メーカーがなく、インハウスでの開発を進めた。ただし、新型コロナウイルスの影響を受け、大幅な遅延を余儀なくされたが、要素技術に進展が見られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

偏光・分光・撮像の3大観測能力を高いレベルで同時に満たすのは技術的ハードルがとても高い。ただし、この3つが同時に実現できると、鉄などの輝線を一本一本分離し、その偏光度マッピングが世界で初めて可能になる。つまり、輝線ダイナミクス&偏光&撮像という全く新しい高エネルギー天文学に挑むことができる。
コンプトンダウン散乱を用いた中心核ブラックホールの周りのガスの3次元分布や共鳴散乱を用いた銀河団ガスの質量・ダイナミクスなどの大幅な進展が期待される。当研究は、その未踏の分野へ踏み込む一歩となる研究と位置づけている。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] The design and performance of the XL-Calibur anticoincidence shield2023

    • 著者名/発表者名
      Iyer N.K.、(13名省略)、Kitaguchi T.、(19名省略)
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 1048 ページ: 167975-167975

    • DOI

      10.1016/j.nima.2022.167975

    • 関連する報告書
      2022 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] X-ray/Hα scaling relationships in stellar flares2022

    • 著者名/発表者名
      Kawai Hiroki、Tsuboi Yohko、Iwakiri Wataru B、Maeda Yoshitomo、Katsuda Satoru、Sasaki Ryo、Kohara Junya、MAXI TEAM
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 74 号: 2 ページ: 477-487

    • DOI

      10.1093/pasj/psac008

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatial distribution of the X-ray-emitting plasma of SS?Cygni in quiescence and outburst2021

    • 著者名/発表者名
      Takeo Mai、Hayashi Takayuki、Ishida Manabu、Nakaniwa Nozomi、Maeda Yoshitomo
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 73 号: 5 ページ: 1418-1428

    • DOI

      10.1093/pasj/psab086

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] X-ray transmission calibration of the gate valve for the X-ray astronomy satellite XRISM2021

    • 著者名/発表者名
      Takuya Midooka, Masahiro Tsujimoto, Shunji Kitamoto, Nozomi Nakaniwa, Yoshitomo Maeda, Manabu Ishida, Ken Ebisawa, Mayu Tominaga
    • 雑誌名

      Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems

      巻: 7(2) 号: 02 ページ: 28005-28005

    • DOI

      10.1117/1.jatis.7.2.028005

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New Measurement of the Vertical Atmospheric Density Profile From Occultations of the Crab Nebula With X‐Ray Astronomy Satellites Suzaku and Hitomi2021

    • 著者名/発表者名
      Katsuda Satoru、Fujiwara Hitoshi、Ishisaki Yoshitaka、Yoshitomo Maeda、Mori Koji、Motizuki Yuko、Sato Kosuke、Tashiro Makoto S.、Terada Yukikatsu
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 126 号: 4 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1029/2020ja028886

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 湾曲 Si 結晶を用いたブラッグ反射型偏光計の分光性能評価 (2)2022

    • 著者名/発表者名
      井上諒大, 坪井陽子, 岩切渉, 中島七海 , 前田良知
    • 学会等名
      日本天文学会2022年春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] XRISM's observations of Eta Carinae2021

    • 著者名/発表者名
      前田良知, the XRISM PV, Eta Carinae team
    • 学会等名
      nuclear burning in massive stars; towards the formation of binary black holes
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2024-01-30  

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