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超精密X線分光を用いた運動測定とプラズマ診断による銀河中心領域の活動史の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K03615
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分16010:天文学関連
研究機関奈良教育大学

研究代表者

信川 正順  奈良教育大学, 理科教育講座, 准教授 (00612582)

研究分担者 内山 秀樹  静岡大学, 教育学部, 准教授 (50708435)
山内 茂雄  奈良女子大学, 自然科学系, 教授 (60260410)
信川 久実子  近畿大学, 理工学部, 講師 (60815687)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード銀河系 / 銀河中心 / プラズマ / X線天文衛星XRISM / 超新星残骸 / いて座A* / 銀河系中心 / 高温プラズマ / X線天文衛星 XRISM / データ較正 / 銀河面拡散X線放射 / 低エネルギー宇宙線 / Sgr A* / 銀河回転 / X線精密分光 / 銀河系拡散X線
研究開始時の研究の概要

銀河系の中心には巨大ブラックホールいて座A*が存在し、その周囲には多数の天体と星間物質が混在する高エネルギー現象の宝庫である。中でも約1億度の高温プラズマは50年以上もその起源が議論されている。本研究ではX線天文衛星XRISMによる超精密X線分光観測を行い、高温プラズマの状態と運動を初めて精密に測定する。得られた新しい情報から、その起源を解明する。

研究成果の概要

銀河系(天の川銀河)には個々の星(点源)には分解できていないX線放射が存在する。特に銀河系の中心1000光年の領域では特に強い(銀河中心X線放射)。その正体は長年、研究されており、暗い点源の集まりとする説(点源説)と真に広がったプラズマとする説(拡散プラズマ説)が対立してきたが、結論は得られていない。本研究ではスペクトルに着目して、銀河中心X線放射の観測研究を行った。X線天文衛星「すざく」のデータを用いてスペクトル解析を行い、点源だけでは説明ができず拡散プラズマが必要であることを明らかにした。また、X線天文衛星XRISMの観測を準備し、超新星残骸の観測研究を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

銀河中心X線放射、および点源に分解されない銀河系内のX線放射は、X線天文学が始まった1960年代からその存在が知られているにも関わらず、正体と起源がいまだに議論されている根本的な研究課題である。本研究によりスペクトルに着目した新たな研究手法ができたことは重要であり、点源だけでは説明できない事実を明らかにしたことはこれまでの長年の議論が終了に向かう画期的なことである。日本主導の国際的なX線天文衛星(宇宙X線望遠鏡)XRISMの観測により、この長年の研究課題を解決させるだろう。

報告書

(5件)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2025 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 6件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 12件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Plasma diagnostics of supernova remnant 3C?400.2 by Suzaku observations2024

    • 著者名/発表者名
      Onuma Masataka、Nobukawa Kumiko K、Nobukawa Masayoshi、Yamauchi Shigeo、Uchiyama Hideki
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 76 号: 6 ページ: 1202-1210

    • DOI

      10.1093/pasj/psae081

    • 関連する報告書
      2024 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] Overionized plasma in the supernova remnant Sagittarius A East anchored by XRISM observations2024

    • 著者名/発表者名
      XRISM Collaboration (Tanaka Takaaki を含む)
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 77 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1093/pasj/psae111

    • 関連する報告書
      2024 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] Origin and Composition of the Galactic Diffuse X-Ray Emission Spectra by Unresolved X-Ray Sources2024

    • 著者名/発表者名
      Koyama Katsuji、Nobukawa Masayoshi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 961 号: 2 ページ: 205-205

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ad0dff

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detection of the neutral iron line from the supernova remnant W49B with Suzaku2024

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Nari、Yamauchi Shigeo、Nobukawa Kumiko K、Nobukawa Masayoshi、Katsuda Satoru
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 76 号: 2 ページ: 265-271

    • DOI

      10.1093/pasj/psae006

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simulation Study of Pulse Height Difference Between Pixel Patterns of X-ray CCDs Onboard the XRISM Satellite2023

    • 著者名/発表者名
      Aoki Yuma、Ito Yamato、Nobukawa Masayoshi et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of science

      巻: 420 ページ: 0036-0036

    • DOI

      10.22323/1.420.0036

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Suzaku spectral analysis of an X-ray emitting plasma in the supernova remnant G352.7?0.12023

    • 著者名/発表者名
      Fujishige Asahi、Yamauchi Shigeo、Nobukawa Kumiko K、Nobukawa Masayoshi
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 75 号: 5 ページ: 907-912

    • DOI

      10.1093/pasj/psad048

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Confirmation of dust scattering echo around MAXI J1421-613 by Swift observation2023

    • 著者名/発表者名
      Nobukawa Kumiko K.、Nobukawa Masayoshi、Yamauchi Shigeo
    • 雑誌名

      Advances in Space Research

      巻: 71 号: 1 ページ: 1074-1079

    • DOI

      10.1016/j.asr.2022.09.003

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spectral study of the Galactic ridge X-ray emission with Suzaku: Comparison of the spectral shape with point sources2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Kumiko、Yamauchi Shigeo、Nobukawa Masayoshi、Nobukawa Kumiko K、Uchiyama Hideki
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 75 号: 3 ページ: 75-75

    • DOI

      10.1093/pasj/psad016

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Initial state of the recombining plasma in supernova remnant W282023

    • 著者名/発表者名
      Himono Rui、Nobukawa Masayoshi、Yamauchi Shigeo、Nobukawa Kumiko K、Suzuki Nari
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 75 号: 2 ページ: 373-383

    • DOI

      10.1093/pasj/psad005

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suzaku observations of Fe K-shell lines in the supernova remnant W51C and hard X-ray sources in the proximity2022

    • 著者名/発表者名
      Shimaguchi Aika、Nobukawa Kumiko K、Yamauchi Shigeo、Nobukawa Masayoshi、Fujita Yutaka
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 74 号: 3 ページ: 656-663

    • DOI

      10.1093/pasj/psac026

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Xtend, the soft x-ray imaging telescope for the x-ray imaging and spectroscopy mission (XRISM)2022

    • 著者名/発表者名
      Mori Koji、Tomida Hiroshi、Nakajima Hiroshi、(他52名)
    • 雑誌名

      Proceedings of the SPIE

      巻: 12181 ページ: 11-11

    • DOI

      10.1117/12.2626894

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Xappl: software framework for the XRISM pre-pipeline2022

    • 著者名/発表者名
      Eguchi Satoshi、Tashiro Makoto、Terada Yukikatsu、(他35名)
    • 雑誌名

      Proceedings of the SPIE

      巻: 12181 ページ: 266-266

    • DOI

      10.1117/12.2629316

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A systematic comparison of ionization temperatures between ionizing and recombining plasmas in supernova remnants2021

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi, Shigeo; Nobukawa, Masayoshi; Koyama, Katsuji
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 73 号: 3 ページ: 728-734

    • DOI

      10.1093/pasj/psab033

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detailed design of the science operations for the XRISM mission2021

    • 著者名/発表者名
      Terada Yukikatsu、Holland Matt、Loewenstein Michael、Tashiro Makoto、他35名(35番目)
    • 雑誌名

      Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems

      巻: 7 号: 03 ページ: 037001-037001

    • DOI

      10.1117/1.jatis.7.3.037001

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Spectrum composition of galactic center X-ray emission with point and diffuse X-ray sources2021

    • 著者名/発表者名
      Nobukawa Masayoshi、Koyama Katsuji
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 73 号: 5 ページ: 1289-1294

    • DOI

      10.1093/pasj/psab076

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discovery of a Wind-blown Bubble Associated with the Supernova Remnant G346.6-0.2: A Hint for the Origin of Recombining Plasma2021

    • 著者名/発表者名
      Sano H.、Suzuki H.、Nobukawa K. K.、Filipovic M. D.、Fukui Y.、Moriya T. J.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 923 号: 1 ページ: 15-15

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac1c02

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Intrusion of MeV?TeV Cosmic Rays into Molecular Clouds Studied by Ionization, the Neutral Iron Line, and Gamma Rays2021

    • 著者名/発表者名
      Fujita Yutaka、Nobukawa Kumiko K.、Sano Hidetoshi
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 908 号: 2 ページ: 136-136

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abce62

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] X 線分光撮像衛星 XRISM による銀河系中心X線放射の精密分光2025

    • 著者名/発表者名
      信川正順
    • 学会等名
      日本天文学会2025年春季年会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] X線分光撮像衛星 XRISM による銀河系中心領域の観測2024

    • 著者名/発表者名
      信川正順
    • 学会等名
      日本天文学会2024年秋季年会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] すざく、XRISM で探る銀河系中心領域の拡散 X 線放射2022

    • 著者名/発表者名
      信川正順
    • 学会等名
      日本天文学会2022年秋季年会, 銀河系中心研究の新展開
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2026-01-16  

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