硬Ｘ線集光望遠鏡による銀河団の電子加速・加熱メカニズムの新展開

• 研究課題/領域番号: 24740185
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 北口 貴雄 独立行政法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 客員研究員 (30620679)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 国際研究者交流 / アメリカ / 宇宙Ｘ線 / 銀河団 / 宇宙X線

研究成果の概要

NuSTAR衛星に搭載して2012年に宇宙へ打ち上げた硬Ｘ線集光望遠鏡を用いて、銀河団をかつてない高感度で観測した。そして銀河団同士の衝突により加速された電子からの非熱的な硬Ｘ線および超高温に加熱された電子からの硬Ｘ線を探査することで、銀河団のエネルギー進化を調べることを目指した。今のところ観測信号は、以前に報告された熱的Ｘ線を硬Ｘ線帯まで伸ばすことで説明でき、超過フラックスの上限値および磁場の下限値を最も厳しく求めた。銀河団以外の天体も同望遠鏡で観測し、中強度磁場を持つ白色矮星の放射モデルの拡張を提案し、重力崩壊型超新星残骸からのチタン-44の輝線診断により非対照的な爆発の新証拠を得た。

研究成果

• [雑誌論文] 44Ti gamma-ray emission lines from SN1987A reveal an asymmetric explosion (2015)
  • 著者名/発表者名: Steven E. Boggs et al.
  • 雑誌名: Science 巻: 348 号: 6235 ページ: 670-671
  • DOI: 10.1126/science.aaa2259
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Locating the Most Energetic Electrons in Cassiopeia A (2015)
  • 著者名/発表者名: Brian W. Grefenstette et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 802 号: 1 ページ: 15-15
  • DOI: 10.1088/0004-637x/802/1/15
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Rapid Variability of Blazar 3C 279 During Flaring States in 2013-2014 with Joint Fermi-LAT, NuSTAR, Swift and Ground-Based Multi-Wavelength Observations (2015)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Hayashida et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: -
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Preliminary Hard X-Ray Results of AE Aquarii Observed with NuSTAR (2015)
  • 著者名/発表者名: Takao Kitaguchi et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the MG13 Meeting on General Relativity 巻: - ページ: 2443-2446
  • DOI: 10.1142/9789814623995_0464
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] NuSTAR Observations of the Bullet Cluster: Constraints on Inverse Compton Emission (2014)
  • 著者名/発表者名: Daniel R. Wik et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 792 号: 1 ページ: 48-48
  • DOI: 10.1088/0004-637x/792/1/48
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Properties of the flight model gas electron multiplier for the GEMS mission (2014)
  • 著者名/発表者名: （共著）Takeuchi, Yoko; Kitaguchi, Takao; Hayato, Asami; Tamagawa, Toru; Iwakiri, Wataru; Asami, Fumi; Yoshikawa, Akifumi; Kaneko, Kenta; Enoto, Teruaki; Black, Kevin; Hill, Joanne E.; Jahoda, Keith
  • 雑誌名: Proceeding of SPIE 巻: 9144 ページ: 91444N-91444N
  • DOI: 10.1117/12.2057159
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Performance verification of the Gravity and Extreme Magnetism Small explorer (GEMS) x-ray polarimeter (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Enoto, J. K. Black, T. Kitaguchi, A. Hayato, J. E. Hill, K. Jahoda, T. Tamagawa, K. Kaneko, Y. Takeuchi, et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9144 ページ: 91444M-91444M
  • DOI: 10.1117/12.2056841
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Monte-Carlo estimation of the inflight performance of the GEMS satellite x-ray polarimeter (2014)
  • 著者名/発表者名: Takao Kitaguchi et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9144 ページ: 91444L-91444L
  • DOI: 10.1117/12.2057334
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Inflight performance and calibration of the NuSTAR CdZnTe pixel detectors (2014)
  • 著者名/発表者名: Takao Kitaguchi et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9144 ページ: 91441R-91441R
  • DOI: 10.1117/12.2057342
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The nuclear spectroscopic telescope array (NuSTAR) high-energy X-ray mission (2014)
  • 著者名/発表者名: Madsen K. Krisitin et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 9144 ページ: 91441P-91441P
  • DOI: 10.1117/12.2056643
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] NuSTAR and Swift Observations of the Fast Rotating Magnetized White Dwarf AE Aquarii (2014)
  • 著者名/発表者名: Takao Kitaguchi et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 782 号: 1 ページ: 3-3
  • DOI: 10.1088/0004-637x/782/1/3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymmetries in core-collapse supernovae from maps of radioactive 44Ti in CassiopeiaA (2014)
  • 著者名/発表者名: Brian W. Grefenstette et al.
  • 雑誌名: Nature 巻: 506 号: 7488 ページ: 339-342
  • DOI: 10.1038/nature12997
  • 査読あり
• [雑誌論文] NuSTAR results and future plans for magnetar and rotation-powered pulsar observations (2014)
  • 著者名/発表者名: Hongjun An et al.
  • 雑誌名: Astronomische Nachrichten 巻: 335 号: 3 ページ: 280-284
  • DOI: 10.1002/asna.201312032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Property of LCP-GEM in Pure Dimethyl Ether at Low Pressure (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Takeuchi, T. Tamagawa, T. Kitaguchi, S. Yamada, W. Iwakiri, F. Asami, A. Yoshikawa, K. Kaneko, T. Enoto, A. Hayato, T. Kohmura and the GENIS/XACT team
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: Volume 9 号: 01 ページ: C01002-C01002
  • DOI: 10.1088/1748-0221/9/01/c01002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] NuSTAR Observations of Magnetar 1E 1841-045 (2013)
  • 著者名/発表者名: Hongjun An et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 779 号: 2 ページ: 163-163
  • DOI: 10.1088/0004-637x/779/2/163
  • 査読あり
• [雑誌論文] NuSTAR observations of rotation-powered pulsars and magnetars (2013)
  • 著者名/発表者名: Vicktoria M. Kaspi et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the International Astronomical Union 巻: 291 号: S291 ページ: 331-336
  • DOI: 10.1017/s1743921312024027
• [雑誌論文] The Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) Mission (2013)
  • 著者名/発表者名: Fiona A. Harrison et al.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] The x-ray advanced concepts testbed (XACT) sounding rocket payload (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Gendreau, T. Tamagawa, et al.
  • 雑誌名: Space Telescopes and Instrumentation 2012: Ultraviolet to Gamma Ray. Proceedings of the SPIE 巻: Volume 8443
  • DOI: 10.1117/12.926418
• [学会発表] SPring-8 によるマイクロパターンガス偏光計の詳細な性能評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 北口 貴雄
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [学会発表] Ｘ線の直線偏光・分光・到達時間を測定できるマイクロパターンガス検出器の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 北口 貴雄
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-21
• [学会発表] Monte-Carlo estimation of the infligt performance of the GEMS satellite X-ray polarimeter (2014)
  • 著者名/発表者名: Takao Kitaguchi
  • 学会等名: SPIE
  • 発表場所: カナダ モントリオール
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
• [学会発表] Inflight performance and calibration of the NuSTAR CdZnTe pixel detectors (2014)
  • 著者名/発表者名: Takao Kitaguchi
  • 学会等名: SPIE
  • 発表場所: カナダ モントリオール
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
• [学会発表] Inflight performance and calibration of the NuSTAR CdZnTe pixel detectors (2014)
  • 著者名/発表者名: Takao Kitaguchi et al.
  • 学会等名: SPIE
  • 発表場所: Palais des congres de Montreal, Montreal, Quebec, Canada
• [学会発表] Monte-Carlo estimation of the infligt performance of the GEMS satellite X-ray polarimeter (2014)
  • 著者名/発表者名: Takao Kitaguchi et al.
  • 学会等名: SPIE
  • 発表場所: Palais des congres de Montreal, Montreal, Quebec, Canada
• [学会発表] NuSTAR Observation of the Intermediate Polar AE Aquarii (2014)
  • 著者名/発表者名: Takao Kitaguchi et al.
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 国際基督教大学（東京都三鷹市）
• [学会発表] NuSTAR Observation of the Fast Rotating Magnetized White Dwarf AE Aquarii (2014)
  • 著者名/発表者名: Takao Kitaguchi et al.
  • 学会等名: Suzaku-MAXI conference 2014
  • 発表場所: 愛媛大学（愛媛県松山市）
• [学会発表] Performance Evaluation of Micro-pattern Gas Polarimeter with Synchrotron X-ray Beamline (2013)
  • 著者名/発表者名: Takao Kitaguchi et al.
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 高知大学（高知県高知市）
• [学会発表] NuSTAR's Hard Look at the Bullet Cluster: First Results (2013)
  • 著者名/発表者名: Daniel Wik et al.
  • 学会等名: HEAD meeting
  • 発表場所: Portola Hotel and Spa at Monterey Bay, Monterey, California, USA
• [学会発表] Inflight Performance and Calibration of the Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR (2013)
  • 著者名/発表者名: Takao Kitaguchi et al.
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 広島大学（広島県東広島市）
• [学会発表] NuSTAR's Hard Look at Clusters and Relics: Bullet Cluster First Results (2013)
  • 著者名/発表者名: Daniel R Wik et al.
  • 学会等名: 221th American Astronomical Society
  • 発表場所: Long Beach Convention and Entertainment Center, CA, USA
• [学会発表] A Magnetic White Dwarf Binary, AE Aquarii, in the 3-79 keV Band with NuSTAR (2013)
  • 著者名/発表者名: Hongjun An et al.
  • 学会等名: 221th American Astronomical Society
  • 発表場所: Long Beach Convention and Entertainment Center, CA, USA
• [学会発表] Commissioning and In-flight Calibration of the Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyasaka Hiromasa et al.
  • 学会等名: 221th American Astronomical Society
  • 発表場所: Long Beach Convention and Entertainment Center, CA, USA
• [学会発表] Observation Plans of X-rays from White Dwarfs with NuSTAR and Future Polarimeters (2012)
  • 著者名/発表者名: Takao Kitaguchi et al.
  • 学会等名: 13th Marcel Grossmann Meeting
  • 発表場所: AlbaNova University Center, Stockholm, Sweeden
  • 招待講演
• [学会発表] Monte-Carlo Estimation of In-orbit Background for X-ray Polarimeter onboard GEMS (2012)
  • 著者名/発表者名: Takao Kitaguchi et al.
  • 学会等名: COSPAR 2012
  • 発表場所: Infosys training center, Kamataka, India
• [学会発表] Ｘ線偏光観測衛星GEMSに搭載するガス検出器の宇宙環境でのバックグラウンドの見積り (2012)
  • 著者名/発表者名: 北口 貴雄、その他GEMS衛星チーム
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 大分大学（大分県大分市）
• [学会発表] 宇宙Ｘ線の偏光を測定するGEM-TPCの検出応答シミュレータの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 北口 貴雄、その他GEMS衛星チーム
  • 学会等名: 第９回 Micro-Pattern Gas Detector 研究会
  • 発表場所: 長崎総合科学大学（長崎県長崎市）
• [備考] 理化学研究所プレスリリース
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2014/20140220_1/