高温宇宙の構造理解のためのX線マイクロカロリメータカメラの開発

• 研究課題/領域番号: 20840051
• 研究種目: 若手研究(スタートアップ)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 独立行政法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 竹井 洋 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 助教 (30509857)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2009年度: 1,456千円 (直接経費: 1,120千円、間接経費: 336千円); 2008年度: 1,664千円 (直接経費: 1,280千円、間接経費: 384千円)
• キーワード: X線天文学 / 中高温銀河間物質 / マイクロカロリメータ / SQUID / X線精密分光 / すざく / ダークバリオン / 銀河団

研究概要

本研究では、現代宇宙論の大きな謎の一つであるダークバリオン、すなわち未だ検出されていない近傍宇宙の陽子や中性子の観測的研究、および感度上昇に向けた低温検出器マイクロカロリメータの信号多重化の開発を行った。そして、信号多重化における最も大きな制限であった帯域を、500kHzから5MHzに10倍改善する方法を実証した。また、数値シミュレーションによりダークバリオンの観測可能性を研究し、開発している検出器で十分感度があること、我々の観測で得られた輝度の上限値とシミュレーションに矛盾がないことを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Metal transport by gas sloshing in M87 (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Simionescu, N. Werner, W.R. Forman, E.D. Miller, Y. Takei, H. Boehringer, E. Churazov, P.E.J. Nulsen
  • 雑誌名: Monthly Notices o the Royal Astronomical Society 405巻 ページ: 91-91
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray spectroscopy of Galactic hot Gas along the PKS 2155-304 sight line (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Hagihara, Y. Yao, N.Y. Yamasaki, K. Mitsuda, Q.D. Wang, Y. Takei, T. Yoshino, D. McCammon
  • 雑誌名: Publication of Astronomical Society Japan 62巻 ページ: 723-723
  • NAID: 10026716377
  • 査読あり
• [雑誌論文] Studying the Warm-Hot Intergalactic Medium with Gamma-Ray Bursts (2009)
  • 著者名/発表者名: E. Branchini, 他14人, Y. Takei (16番目), 他1人
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 697巻 ページ: 328-328
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energy of the Soft X-ray Diffuse Emission in Fourteen Fields Observed with Suzaku (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yoshino, K. Mitsuda, N.Y. Yamasaki, Y. Takei, 他7人
  • 雑誌名: Publication of Astronomical Society Japan 61巻 ページ: 805-805
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suzaku observation of the metallicity distribution in the elliplical galaxy NGC 4636 (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, Y. Fukazawa, M. Tozuka, S. Nishino, K. Matsushita, Y. Takei, K. Arnaud
  • 雑誌名: Publication of Astronomical Society Japan 61巻 ページ: 1185-1185
  • 査読あり
• [雑誌論文] TiAu-based microcalorimeters for space applications (2009)
  • 著者名/発表者名: B.P.F. Dirks, M. Popescu, M. Bruijn, L. Gottardi, H.F.C. Hoevers, P.A.J. de Korte, J. van der Kuur, M. Ridder, Y. Takei
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physical Reserch Section A 610巻 ページ: 83-83
  • 査読あり
• [雑誌論文] 進化するマイクロカロリメータ:精密X線分光で解き明かす宇宙の大規模構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 江副祐一郎, 篠崎慶亮, 竹井洋
  • 雑誌名: 日本物理学会誌 64巻
• [雑誌論文] SQUID multiplexing using baseband feedback for space applications of transition-edge sensor microcalorimeters (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Takei, N.Y. Yamasaki, W. Hirakoso, S. Kimura, K. Mitsuda
  • 雑誌名: Superconductor Science & Technology 22巻 ページ: 11408-11408
  • 査読あり
• [雑誌論文] The nature of unresolved soft X-ray from the Galactic disk (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Masui, K. Mitsuda, N.Y. Yamasaki, Y. Takei, S. Kimura, T. Yoshino, D. McCammon
  • 雑誌名: Publication of Astronomical Society Japan 61巻
  • 査読あり
• [雑誌論文] Studying the Warm Hot Intergalactic Medium with Gamma-Ray Bursts (2009)
  • 著者名/発表者名: E.Branchini, E.Ursino, A.Corsi, D.Martizzi, L.Amati, J.W.den Herder, M.Galeazzi, B.Gendre, J.Kaastra, L.Moscardini, F.Nicastro, T.Ohashi, F.Paerels, L.Piro, M.Roncarelli, Y.Takei, M.Viel
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 697 ページ: 328-344
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energy Spectra of the Soft X-ray Diffuse Emission in Fourteen Fields Observed with Suzaku (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshino, K.Mitsuda, N.Y.Yamasaki, Y.Takei, T.Hagihara, K.Masui, M.Bauer, D.McCammon, R.Fujimoto, Q.D.Wang, Y.Yao
  • 雑誌名: Publication of the Astronomical Society of Japan 61 ページ: 805-823
  • NAID: 10025600800
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suzaku Observation of the Metallicity Distribution in the Elliptical Galaxy NGC 4636 (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Hayashi, Y.Fukazawa, M.Tozuka, S.Nishino, K.Matsushita, Y.Takei, K.Arnaud
  • 雑誌名: Publication of the Astronomical Society of Japan 61 ページ: 1185-1196
  • NAID: 120006828551
  • 査読あり
• [雑誌論文] TiAu-based micro-calorimeters for space applications (2009)
  • 著者名/発表者名: B.P.F.Dirks, M.Popescu, M.Bruijn, L.Gottardi, H.F.C.Hoevers, P.A.J.de Korte, J.vander Kuur, M.Ridder, Y.Takei
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 610 ページ: 83-86
  • 査読あり
• [雑誌論文] SQUID mumtiplexing using baseband feedback for space application of transition-edge sensor microcalorimeters (2009)
  • 著者名/発表者名: Takei Y., Yamasaki, NY, Hirakoso W., Kimura S., Mitsuda, K.
  • 雑誌名: Superconductor Science & Technology 22 ページ: 11408-11408
  • 査読あり
• [雑誌論文] 進化するX線マイクロカロリメータ:精密X線分光で解き明かす宇宙の大規模構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 江副祐一郎、篠崎慶亮、竹井洋
  • 雑誌名: 日本物理学会誌 64 ページ: 611-618
  • NAID: 110007360064
• [雑誌論文] The Nature of Unresolved Soft X-ray Emission from the Galactic Disk (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Masui, K. Mitsuda, N. Y. Yamasaki, Y. Takei, S. Kimura, T. Yoshino, D. McCammon
  • 雑誌名: PASJ : Publication of the Astronomical Society of Japan 61
  • NAID: 10025602475
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suzaku Observation of the cluster of galaxies Abell 2052 (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Tamura, K. Mitsuda, Y. Takei, N.Y. Yamasaki, A. Itoh, K. Hayashida, J.P. Henry, H. Kunieda, K. Makishima, T. Ohashi
  • 雑誌名: Publication of Astronomical Society Japan 60巻 ページ: 695-695
  • NAID: 10023953766
  • 査読あり
• [雑誌論文] The lack of strong O-line excess in the Coma cluster outskirts from Suzaku (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Takei, E.D. Miller, J. Bregman, S. Kiura, T. Ohashi, K. Mitsuda, T. Tamura, N.Y. Yamasaki, R. Fujimoto
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 680巻 ページ: 1049-1049
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suzaku Observations of the Cluster of Galaxies Abell 2052 (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Tamura, K. Mitsuda, Y. Takei, N. Y. Yamasaki, A. Itoh, K. Hayashida, J. P. Henry, H. Kunieda, K. Makishima, T. Ohashi
  • 雑誌名: PASJ : Publication of the Astronomical Society of Japan 60 ページ: 695-706
  • NAID: 10023953766
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Lack of Strong O-Line Excess in the Coma Cluster Outskirts from Suzaku (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoh Takei, Eric D. Miller, Joel Bregman, Shunsuke Kimura, Takaya Ohashi, Kazuhisa Mitsuda, Takayuki Tamura, Noriko Yamasaki, Ryuichi Fujimoto
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 680 ページ: 1049-1052
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of high count-rate digital processing system with SpaceWire for TES-calorimeter array (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Hagihara, K. Mitsuda, N. Y. Yamasaki, M. Nomachi, M. Kokubun, Y. Takei, T. Yuasa, H. Odaka
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 151 ページ: 997-1002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance measurement of the 8-input SQUIDs for TES frequency domain multiplexing (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Kimura, K. Masui, Y. Takei, K. Mitsuda, N. Y. Yamasaki, R. Fujimoto, T. Morooka, S. Nakayama
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 151 ページ: 946-951
  • 査読あり
• [雑誌論文] EURECA European-Japanese microcalorimeter array (2008)
  • 著者名/発表者名: P. de Korte, 他33名, Y. Takei, 他3名
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 151 ページ: 733-739
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of a High-Performance Ti/Au TES Microcalorimeter with a Central Cu Absorber (2008)
  • 著者名/発表者名: Takei, Y.;Gottardi, L.;Hoevers, H. F. C.;de Korte, P. A. J.;van der Kuur, J.;Bidder, M. L.;Bruijn, M. P.
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 151 ページ: 161-166
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterisation of a TES-Based X-ray Microcalorimeter in the Energy Range from 150 to 1800eV Using an Adiabatic Demagnetisation Refrigerator (2008)
  • 著者名/発表者名: Gottardi, L.;Takei, Y.;van der Kuur, J.;de Korte, P. A. J.;Hoevers, H. F. C.;Boersma, D.;Bruijn, M.;Mels, W.;Ridder, M. L.;Takken, D.;van Weers, H.
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 151 ページ: 106-111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative Study of TiAu-Based TES Microcalorimeters with Different Geometries (2008)
  • 著者名/発表者名: Hoevers, H. F. C.;Bruijn, M. P.;Dirks, B. P. F.;Gottardi, L.;de Korte, P. A. J.;van der Kuur, J.;Popescu, A. M.;Ridder, M. L.;Takei, Y.;Takken, D. H. J.
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 151 ページ: 94-99
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metal transport by gas sloshing in M87
  • 著者名/発表者名: A.Simionescu, N.Werner, W.R.Forman, E.D.Miller, Y.Takei, H.Boehringer, E.Churazov, P.E.J.Nulsen
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (accepted)
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-Ray Spectroscopy of Galactic Hot Gas along the PKS 2155-304 Sight Line
  • 著者名/発表者名: Toshishige Hagihara, Yangsen Yao, Noriko Y.Yamasaki, Kazuhisa Mitsuda, Q.Daniel Wang, Tomotaka Yoshino, Dan McCammon
  • 雑誌名: Publication of the Astronomical Society of Japan (accepted)
  • 査読あり
• [学会発表] 「すざく」による銀河団、超銀河団に付随する中高温銀河間物質の探査 (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹井洋, 佐藤浩介, 大橋隆哉, 三石郁之, 山崎典子, Massimiliano Galeazzi, Anjali Gupta, Richard L. Kelley
  • 学会等名: 日本天文学会春季年会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] 「すざく」による銀河団、超銀河団に付随する中高温銀河間物質の探査 (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹井洋、佐藤浩介、大橋隆哉、三石郁之、山崎典子、Massimiliano Galeazzi, Anjali Gupta, Richard L.Kelley
  • 学会等名: 日本天文学会春季年会
  • 発表場所: 広島大学
• [学会発表] ASTRO-H衛星搭載マイクロカロリメータSXSの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 竹井洋, 他19名
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] ASTRO-H衛星搭載マイクロカロリメータSXSの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 竹井洋, 他19名
  • 学会等名: 日本天文学会2009年春期年会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] Multiplexing readout of the TES microcalorimeters based on analog baseband feedback (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Takei, N.Y. Yamasaki, K. Mitsuda, S. Kimura, W. Hirakoso, K. Masui, K. Masui, P.A.J. de Korte, J. van der Kuur, L. Gottardi
  • 学会等名: Low Temperature Detectors 13
  • 発表場所: スタンフォード大
• [学会発表] Development and evaluation of TES microcalorimeter arrays and frequency division signal multiplex system (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Takei, N.Y. Yamasaki, W. Hirakoso, S. Kimura, K. Mitsuda
  • 学会等名: international Superconductive Electronics Conference 2009
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Search for emission from warm-hot intergalactic medium (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Takei, T. Ohashi, E. Branchini, E. Ursino, A. Corsi, H. Kawahara, H. Akamatsu
  • 学会等名: X-ray astronomy 2009
  • 発表場所: ボローニャ
• [学会発表] 中高温銀河間物質のマッピングを通じた大規模構造の観測の展望 (2009)
  • 著者名/発表者名: 竹井洋, 大橋隆哉, 河原創, 佐々木伸, 吉川耕司, Enzo Branchini, Euegnio Ursino, Alessandra Corsi
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
  • 発表場所: 山口
• [学会発表] Multiplexing Readout of TES Microcalorimeters Based on Analog Baseband Feedback (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Takei, N.Y.Yamasaki, K.Mitsuda, S.Kimura, W.Hirakoso, K.Masui, P.A.J.de Korte, J.vander Kuur, L.Gottardi
  • 学会等名: Low Temperature Detectors 13
  • 発表場所: スタンフォード
• [学会発表] Development and evaluation of TES X-ray microcalorimeter arrays and frequency division signal multiplex system (2009)
  • 著者名/発表者名: Y Takei, N Y Yamasaki, W Hirakoso, S Kimura, K Mitsuda
  • 学会等名: International Superconductive Electronics Conference 2009
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 中高温銀河間物質のマッピングを通じた大規模構造の観測の展望 (2009)
  • 著者名/発表者名: 竹井洋、大橋隆哉、河原創、佐々木伸、吉川耕司、Enzo Branchini, Eugenio Ursino, Alessandra Corsi
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会
  • 発表場所: 山口大学
• [学会発表] Search for emission from warm-hot intergalactic medium (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoh Takei, Takaya Ohashi, Enzo Branchini, Eugenio Ursino, Alessandra Corsi, Hajime Kawahara, Hiroki Akamatsu
  • 学会等名: X-RAY ASTRONOMY 2009 : PRESENT STATUS, MULTI-WAVELENGTH APPROACH AND FUTURE PERSPECTIVES
  • 発表場所: ボローニャ
• [備考] 宇宙学校・とうきょう・講師(2009年11月3日、東京大学駒場キャンパス)