ワイドバンドエックス線撮像偏光検出器の開発と硬エックス線偏光観測

• 研究課題/領域番号: 23340071
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 林田 清 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (30222227)
• 連携研究者: 郡司 修一 山形大学, 理学部, 教授 (70241685) ; 三原 建弘 理化学研究所, 宇宙観測実験連携研究グループ, 専任研究員 (20260200) ; 齊藤 芳隆 宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (50300702)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円); 2013年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2012年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2011年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
• キーワード: X線偏光 / シンチレーション検出器 / 宇宙磁場 / 降着円盤 / 光電子増倍管 / 観測衛星 / PolariS / X線検出器 / シンチレータ / コンプトン散乱 / X線天文学

研究成果の概要

X線偏光測定は、超新星残骸の磁場構造や、ブラックホールまわりの降着円盤の幾何学を知るための有効な観測手段と期待されながら、現状では未開拓の分野である。これを打破するために、X線ガンマ線偏光観測小型衛星PolariSを計画している。このための硬X線偏光撮像計の開発を行った。コンプトン散乱を検出原理とする偏光計をシンチレータと位置検出光電子増倍管を組み合わせて製作し、ソフトとハードの改良を行いつつ性能評価を実施した。1.3mmFWHMという位置分解能、50-60%のM値を達成し、従来50keVだった散乱偏光計のエネルギー下限を10-20keVまで下げることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Global Distribution of Ionizing and Recombining Plasmas in the Supernova Remnant G290.1$-$0.8 (2015)
  • 著者名/発表者名: Kamitsukasa, Fumiyoshi; Koyama, Katsuji; Uchida, Hiroyuki; Nakajima, Hiroshi; Hayashida, Kiyoshi; Mori, Koji; Katsuda, Satoru; Tsunemi, Hiroshi
  • 雑誌名: Pub. Astr. Soc. Japan 巻: 67-2 号: 2 ページ: 168-168
  • DOI: 10.1093/pasj/psu149
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] X-ray gamma-ray polarimetry small satellite PolariS (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashida, Y. Daisuke, S. Gunji, T. Tamagawa, T. Mihara, T. Mizuno, H. Takahashi, T. Dotani, H. Kubo, Y. Yatsu, F. Tokanai, T. Nakamori, S. Shibata, A. Hayato, A. Furuzawa, 他12名
  • 雑誌名: SPIE proc. 巻: 9144 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1117/12.2056685
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Soft X-ray Imager (SXI) onboard ASTRO-H (2014)
  • 著者名/発表者名: Kiyoshi Hayashida et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9144 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1117/12.2054575
• [雑誌論文] Suzaku discovery of Fe K-shell line from the O-rich SNR G292.0+1.8 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kamitsukasa, Fumiyoshi; Koyama, Katsuji; Tsunemi, Hiroshi; Hayashida, Kiyoshi; Nakajima, Hiroshi; Takahashi, Hiroaki; Ueda, Shutaro; Mori, Koji; Katsuda, Satoru; Uchida, Hiroyuki
  • 雑誌名: Pub. Astr. Soc. Japan 巻: 66-3 号: 3 ページ: 648-648
  • DOI: 10.1093/pasj/psu035
  • NAID: 40020140536
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Discovery of an overlapping cluster in the Abell 1674 field with Suzaku (2014)
  • 著者名/発表者名: Inoue, Shota; Hayashida, Kiyoshi; Akamatsu, Hiroki; Ueda, Shutaro; Nagino, Ryo; Tsunemi, Hiroshi; Tawa, Noriaki; Koyama, Katsuji
  • 雑誌名: Pub. Astr. Soc. Japan 巻: 66-4 号: 4 ページ: 717-717
  • DOI: 10.1093/pasj/psu044
  • NAID: 40020180608
  • 査読あり
• [雑誌論文] Use of a charge-injection technique to improve performance of the Soft X-ray Imager aboard ASTRO-H (2014)
  • 著者名/発表者名: Kumiko K. Nobukawa et al.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 巻: 765 ページ: 269-274
  • DOI: 10.1016/j.nima.2014.05.091
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gas Bulk Motion in the Perseus Cluster Measured with Suzaku (2014)
  • 著者名/発表者名: Tamura, T.; Yamasaki, N.Y.; Iizuka, R.; Fukazawa, Y.; Hayashida, K.; Ueda, S.; Matsushita, K.; Sato, K.; Nakazawa, K.; Ota, N.; Takizawa, M
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 782-1 号: 1 ページ: 38-52
  • DOI: 10.1088/0004-637x/782/1/38
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suzaku Observations of the Type 2 QSO in the Central Galaxy of the Phoenix Cluster (2013)
  • 著者名/発表者名: Shutaro Ueda, Kiyoshi Hayashida, Naohisa Anabuki, Hiroshi Nakajima, Katsuji Koyama, Hiroshi Tsunemi
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 778 号: 1 ページ: 33-40
  • DOI: 10.1088/0004-637x/778/1/33
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proton radiation damage experiment on P-Channel CCD for an X-ray CCD camera onboard the ASTRO-H satellite (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Mori, Y. Nishioka, S. Ohura, Y. Koura, M. Yamauchi, H. Nakajima, S. Ueda, H. Kan, N. Anabuki, R. Nagino, K. Hayashida, H. Tsunemi, T. Kohmura, S. Ikeda, H. Murakami, M. Ozaki, T. Dotani, Y. Maeda, K. Sagara
  • 雑誌名: Nuclear Instruments & Methods in Phys. Res. A 巻: vol. 731 ページ: 160-165
  • DOI: 10.1016/j.nima.2013.05.052
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single Event Effect Characterization of the Mixed-Signal ASIC Developed for CCD Camera in Space Use (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nakajima, Mari Fujikawa, Hideki Mori, Hiroaki Kan, Shutaro Ueda, Hiroko Kosugi, Naohisa Anabuki, Kiyoshi Hayashida, Hiroshi Tsunemi, et al
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. and Meth. 巻: 731 ページ: 166-171
  • DOI: 10.1016/j.nima.2013.05.146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of the soft X-ray response of P-channel back-illuminated CCD (2013)
  • 著者名/発表者名: Shutaro Ueda
  • 雑誌名: Liclear Instruments and Methods in Physics Research 巻: 704 ページ: 140-146
  • DOI: 10.1016/j.nima.2012.11.187
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray measurement of the elemental abundances at the outskirts of the Perseus cluster with Suzaku (2013)
  • 著者名/発表者名: Shutaro Ueda
  • 雑誌名: Astronomische Nachrichten 巻: 334 号: 4-5 ページ: 426-429
  • DOI: 10.1002/asna.201211872
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-ray gamma-ray polarimetry small satellite PolariS (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashida, D. Yonetoku, et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 8443 ページ: 84434G-84434G
  • DOI: 10.1117/12.926002
• [雑誌論文] Soft X-ray Imager (SXI) onboard ASTRO-H (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashida, H. tsunami, T. G. Tsuru, T. Dotani, 他22名
  • 雑誌名: SPIE 巻: vol.8443 ページ: 9-9
  • DOI: 10.1117/12.925095
• [雑誌論文] The ASTRO-H X-ray Observatory (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Takahashi, et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 8443 ページ: 1-22
  • DOI: 10.1117/12.926190
• [雑誌論文] The calibration status of P-sum mode for XIS on board Suzaku (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kohmura et al.
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1427 ページ: 247-248
  • DOI: 10.1063/1.3696187
• [雑誌論文] Soft x-ray response of the x-ray CCD camera directly coated with optical blocking layer (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ikeda et al.
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1427 ページ: 253-254
  • DOI: 10.1063/1.3696190
• [雑誌論文] Optical, UV and soft x-ray transmission of optical blocking layer for the x-ray CCD (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kawai et al.
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1427 ページ: 255-256
  • DOI: 10.1063/1.3696191
• [雑誌論文] Suzaku wide band observations of the narrow line Seyfert 1 galaxies (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, Hiroaki; Hayashida, Kiyoshi; Anabuki, Naohisa
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1427 ページ: 322-323
  • DOI: 10.1063/1.3696224
• [雑誌論文] Gas bulk motion in galaxy clusters (2012)
  • 著者名/発表者名: Tamura, Takayuki; Sekiya, Norio; Hayashida, Kiyoshi; Ueda, Shutaro; Nagai, Masaaki
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 巻: 1427 ページ: 332-333
  • DOI: 10.1063/1.3696229
• [雑誌論文] Basic Performance of a Polarimeter for Gamma-Ray Bursts Using Segmented Scintillators (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Gunji, N. Toukairin, Y. Tanaka, F. Tokanai, H. Sakurai,Y. Kishimoto, T. Mihara, K. Hayashida, N. Anabuki, H. Tsunemi, T. Narita, Y. Saito, and S. Kishimoto
  • 雑誌名: IEEE Trans Nucl. Science 巻: 58 号: 2 ページ: 426-433
  • DOI: 10.1109/tns.2010.2102772
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discovery of Gas Bulk Motion in the Galaxy Cluster Abell 2256 with Suzaku (2011)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Tamura, Kiyoshi Hayashida, Shutaro Ueda, Masaaki Nagai
  • 雑誌名: PASJ 巻: 63S ページ: 1009-1017
  • NAID: 10030719485
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of the data acquisition system for the x-ray CCD camera (SXI) onboard ASTRO-H (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Fujinaga
  • 雑誌名: UV, X-Ray, and Gamma-Ray Space Instrumentation for Astronomy XVII. Edited by Tsakalakos, Loucas. Proceedings of the SPIE 巻: 8145 ページ: 814503-814503
  • DOI: 10.1117/12.892881
• [雑誌論文] Development of the x-ray CCD for SXI on board ASTRO-H (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Ueda, H.Nakajima, et al
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 8145 ページ: 814504-814514
  • DOI: 10.1117/12.893348
• [雑誌論文] Development of the soft x-ray imager (SXI) for ASTRO-H (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Hayashida
  • 雑誌名: UV, X-Ray, and Gamma-Ray Space Instrumentation for Astronomy XVII. Edited by Tsakalakos, Loucas. Proceedings of the SPIE 巻: 8145 ページ: 814505-814514
  • DOI: 10.1117/12.893400
• [学会発表] PolariS搭載用硬X線撮像偏光計の開発：バックグランド成分とパッシブ ターゲット (2015)
  • 著者名/発表者名: 林田 清 他
  • 学会等名: 日本天文学会2015年春季年会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [学会発表] X線ガンマ線偏光観測の展望 (2015)
  • 著者名/発表者名: 林田 清 他
  • 学会等名: 高宇連研究会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2015-03-09
• [学会発表] X線ガンマ線偏光観測小型衛星PolariS (2015)
  • 著者名/発表者名: ｃ
  • 学会等名: 宇宙科学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所
  • 年月日: 2015-01-06 – 2015-01-07
• [学会発表] X線ガンマ線偏光観測小型衛星PolariS：開発の現状2014 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林田 清 他
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2014-09-13
• [学会発表] X-ray gamma-ray Polarimetry Mission PolariS (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashida et al.
  • 学会等名: SPIE Astronomical Telescopes and Instruments
  • 発表場所: カナダ モントリオール
  • 年月日: 2014-06-22
• [学会発表] X線ガンマ線偏光観測小型衛星PolariS開発の現状 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林田 清 他
  • 学会等名: 日本天文学会2014年春季年会
  • 発表場所: 国際基督教大学
  • 年月日: 2014-03-20
• [学会発表] X線ガンマ線偏光観測小型衛星PolariS (2014)
  • 著者名/発表者名: 林田 清 他
  • 学会等名: 宇宙科学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所
  • 年月日: 2014-01-08 – 2014-01-09
• [学会発表] X線ガンマ線偏光観測小型衛星PolariS計画の現状 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林田 清 他
  • 学会等名: 日本天文学会2013年秋季年会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] Ｘ線ガンマ線偏光観測小型衛星PolariS (2013)
  • 著者名/発表者名: 林田清、定本真明、キムジュヨン、穴吹直久、郡司修一、米徳大輔、村上敏夫、三原建広、玉川徹、水野恒史、高橋弘充、谷津陽一、堂谷忠靖、斎藤芳隆、古澤彰浩、窪秀利、他PolariS-WG
  • 学会等名: 宇宙科学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所（神奈川県）
• [学会発表] PolariS衛星/GEMSで展開するX線ガンマ線 偏光観測計画 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林田清、定本真明、キムジュヨン、穴吹直久、郡司修一、米徳大輔、村上敏夫、三原建広、玉川徹、水野恒史、高橋弘充、谷津陽一、堂谷忠靖、斎藤芳隆、古澤彰浩、窪秀利、他PolariS-WG
  • 学会等名: 学術会議シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学（東京）
• [学会発表] X線偏光観測の現状と近い将来の見通し (2013)
  • 著者名/発表者名: 林田清、郡司修一、米徳大輔、村上敏夫、三原建広、玉川徹、水野恒史、高橋弘充、谷津陽一、堂谷忠靖、斎藤芳隆、古澤彰浩、窪秀利、定本真明、キムジュヨン、穴吹直久、他PolariS-WG
  • 学会等名: 高エネルギー宇宙物理連絡会シンポジウム
  • 発表場所: 金沢（石川）
• [学会発表] PolariS計画の現状 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林田清、郡司修一、米徳大輔、村上敏夫、三原建広、玉川徹、水野恒史、高橋弘充、谷津陽一、堂谷忠靖、斎藤芳隆、古澤彰浩、窪秀利、定本真明、キムジュヨン、穴吹直久、他PolariS-WG
  • 学会等名: 小型衛星シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所（神奈川県）
• [学会発表] 小型衛星 PolariS 搭載用X線散乱イメージング偏光計の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林田清、郡司修一、米徳大輔、村上敏夫、三原建広、玉川徹、水野恒史、高橋弘充、谷津陽一、堂谷忠靖、斎藤芳隆、古澤彰浩、窪秀利、定本真明、キムジュヨン、穴吹直久、他PolariS-WG
  • 学会等名: 小型衛星シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所（神奈川県）
• [学会発表] X線ガンマ線偏光観測小型衛星PolariS計画の現状 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林田清、定本真明、キムジュヨン、穴吹直久、郡司修一、米徳大輔、村上敏夫、三原建広、玉川徹、水野恒史、高橋弘充、谷津陽一、堂谷忠靖、斎藤芳隆、古澤彰浩、窪秀利、岸本祐二、他PolariS-WG
  • 学会等名: 日本天文学会年会
  • 発表場所: さいたま大学（埼玉）
• [学会発表] 小型衛星 PolariS 搭載用X線散乱イメージング偏光計の開発II (2013)
  • 著者名/発表者名: 定本真明, 林田清, Kim Juyong, 穴吹直久, 郡司修一, 坂野光成, 片桐惇, 岸本祐二、米徳大輔, 三原建弘, 水野恒史, 高橋弘充, 谷津陽一, 窪秀利, 他PolariS-WG
  • 学会等名: 日本天文学会年会
  • 発表場所: さいたま大学（埼玉）
• [学会発表] X-ray and gamma-ray Polarimetry Small Satellite PolariS (2012)
  • 著者名/発表者名: Kiyoshi Hayashida, Daisuke Yonetoku, Shuichi Gunji,Toru Tamagawa, Tatehiro Mihara, Tsunefumi Mizuno, Tadayasu Dotani, Hidetoshi Kubo, Toshio Murakami, Yoichi Yatsu, Fuyuki Tokanai, Hirohisa Sakurai, Hiromitsu Takahashi, Shunji Kitamoto, Akira Furuzawa, Masaaki Sadamoto, Fumiyoshi Kamitsukasa et al.
  • 学会等名: SPIE Astronomical Telecope & Instrumantation
  • 発表場所: アムステルダム（オランダ）
• [学会発表] X-ray and gamma-ray Polarimetry Small Satellite PolariS (2012)
  • 著者名/発表者名: Kiyoshi Hayashida, Daisuke Yonetoku, Shuichi Gunji,Toru Tamagawa, Tatehiro Mihara, Tsunefumi Mizuno, Tadayasu Dotani, Hidetoshi Kubo, Toshio Murakami, Yoichi Yatsu, Fuyuki Tokanai, Hirohisa Sakurai, Hiromitsu Takahashi, Shunji Kitamoto, Akira Furuzawa, Masaaki Sadamoto, Fumiyoshi Kamitsukasa et al.
  • 学会等名: COSPAR
  • 発表場所: マイソール（インド）
• [学会発表] X線ガンマ線偏光観測小型衛星PolariS (2012)
  • 著者名/発表者名: 林田清、定本真明、キムジュヨン、穴吹直久、郡司修一、米徳大輔、村上敏夫、三原建広、玉川徹、水野恒史、高橋弘充、谷津陽一、堂谷忠靖、斎藤芳隆、古澤彰浩、窪秀利、他PolariS-WG
  • 学会等名: 日本天文学会年会
  • 発表場所: 大分大学(大分）
• [学会発表] 小型衛星 PolariS 搭載用X線散乱イメージング偏光計の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 定本真明、林田清、Kim Juyong、穴吹直久、郡司修一、米徳大輔、三原建弘、水野恒史、高橋弘充、谷津陽一、窪秀利
  • 学会等名: 日本天文学会年会
  • 発表場所: 大分大学(大分）
• [学会発表] PolariS衛星を中心に展開するX線ガンマ線偏光観測計画 (2012)
  • 著者名/発表者名: 林田清、穴吹直久、郡司修一、米徳大輔、村上敏夫、三原建広、玉川徹、水野恒史、高橋弘充、谷津陽一、堂谷忠靖、斎藤芳隆、古澤彰浩、窪秀利、他PolariS-WG
  • 学会等名: 中規模計画検討会
  • 発表場所: 宇宙科学研究所（神奈川県）
• [学会発表] Ｘ線ガンマ線偏光観測小型衛星PolariSの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 林田清
  • 学会等名: 宇宙科学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所
• [学会発表] X線ガンマ線 偏光観測小型衛星 PolariS (2012)
  • 著者名/発表者名: 林田清
  • 学会等名: 小型衛星シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所
• [学会発表] X線ガンマ線 偏光観測小型衛星 PolariS (2012)
  • 著者名/発表者名: 林田清
  • 学会等名: 高エネルギー天文学連絡会会議
  • 発表場所: 奈良女子大学
• [学会発表] X線ガンマ線偏光観測小型衛星PolariS開発の現状２ (2011)
  • 著者名/発表者名: 林田清
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 鹿児島大学
• [学会発表] X線ガンマ線 偏光観測小型衛星 PolariS (2011)
  • 著者名/発表者名: 林田清
  • 学会等名: 次世代の多波長偏光サイエンスの開拓研究会
  • 発表場所: 国立天文台
• [学会発表] X線ガンマ線偏光観測小型衛星PolariS計画の現状 (2011)
  • 著者名/発表者名: 林田清
  • 学会等名: 高エネルギー天文学連絡会会議
  • 発表場所: 早稲田大学
• [学会発表] X線の偏光観測計画 (2011)
  • 著者名/発表者名: 林田清
  • 学会等名: X線結像光学研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 招待講演
• [学会発表] Soft X-ray Imager (SXI) Onboard ASTRO-H : Evaluation with Engineering Model (2011)
  • 著者名/発表者名: Kiyohi Hayashida et al.
  • 学会等名: Suzaku Conference
  • 発表場所: SLAC, CA, USA
• [学会発表] Development of Soft X-ray Imager (SXI) for ASTRO-H (2011)
  • 著者名/発表者名: Kiyoshi Hayashida et al.
  • 学会等名: SPIE Symposium
  • 発表場所: Sandiego Conference Center, USA