ロケットによる天体からのX線偏光観測の実現

• 研究課題/領域番号: 25800168
• 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: 早藤 麻美 独立行政法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 基礎科学特別研究員 (80632314)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: X線 / X線偏光 / 中性子星 / ブラックホール / ガス検出器 / GEM / TPC / X線天体物理学 / 宇宙物理 / X線天文学

研究成果の概要

本研究は、大きな期待が寄せられながら観測例の極めて少ない、天体のX線偏光観測の実現を最終目的とする。期間内の目標はNASAのXACTロケット実験をベースにNASAと我々が共同で開発してきたX線偏光計で「かに星雲」と「さそり座X-1」の天体観測を成功させることであった。しかし現在NASAのスケジュールは遅れ、残念ながら打ち上げはまだ行われずにいる。一方、我々は最終目標へ向け、X線偏光計の改良と評価実験を行い、偏光計の性能を向上させることに成功した。2014年12月、その結果を元にNASAと理研などが共同でアメリカの小型衛星計画 (SMEX) の公募へX線偏光観測専用の衛星を提案している。

研究成果

• [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] 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] 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] 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] Lifetime estimation of a time projection chamber x-ray polarimeter (2013)
  • 著者名/発表者名: Joanne E. Hill, J. Kevin Black, Lubos Brieda, Patsy L. Dickens, Kristina Montt de Garcia, Douglas L. Hawk, Asami Hayato, Keith Jahoda, Jelila Mohammed
  • 雑誌名: Proc. SPIE 巻: 8859
  • DOI: 10.1117/12.2024724
• [学会発表] 宇宙観測を目的としたTPC型X線偏光計の性能評価試験 (2015)
  • 著者名/発表者名: 早藤麻美、北口貴雄、岩切渉、玉川徹、武内陽子、窪田恵、西田和樹、榎戸輝揚
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 東京都 早稲田大学 早稲田キャンパス
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] PRAXyS衛星搭載X線偏光計のシンクロトロン放射光を用いた性能評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩切渉、北口貴雄、早藤麻美、玉川徹、武内陽子、窪田恵、西田和樹、榎戸輝揚、Keith M. Jahoda、Joanne E. Hill、J. Kevin Black
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 東京都 早稲田大学 早稲田キャンパス
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] PRAXyS 衛星搭載に向けた光電効果型ガス偏光計の性能評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 窪田めぐ、武内陽子、西田和樹、吉川瑛文、金子健太、榎戸輝揚、早藤麻美、北口貴雄、岩切渉、玉川徹、Keith M. Jahoda、Joanne E. Hill、J. Kevin Black
  • 学会等名: 日本天文学会2015年春季年会
  • 発表場所: 大阪府 大阪大学
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-21
• [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、玉川 徹、早藤 麻美、岩切 渉、窪田 恵、西田 和樹、武内 陽子、榎戸 輝揚、武井 大、高山 裕貴
  • 学会等名: 日本天文学会2015年春季年会
  • 発表場所: 大阪府 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、玉川徹、早藤麻美、榎戸輝揚、岩切渉、吉川瑛文、金子健太、武内陽子、窪田恵 、西田和樹
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 佐賀県 佐賀大学
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-21
• [学会発表] 変調型X線源を用いたジメチルエーテル中での電子輸送特性の測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 窪田恵、早藤麻美、北口貴雄、武内陽子、榎戸輝揚、岩切渉、金子健太、西田和樹、吉川瑛 文、玉川徹
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 佐賀県 佐賀大学
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-21
• [学会発表] 小型かつ変調型の X 線発生装置 Modulated X-ray Source (MXS) の製作と性能評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩切渉、早藤麻美、武内陽子、玉川徹、北口貴雄、榎戸輝揚、 吉川瑛文、金子健太、窪田恵 、西田和樹、Keith Gendreau
  • 学会等名: 日本天文学会 2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形県 山形大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 光電子追跡型 X 線偏光計の製作および基礎性能評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 武内陽子、玉川徹、北口貴雄、早藤麻美、榎戸輝揚、岩切渉、吉川瑛文、金子健太、窪田恵、 西田和樹
  • 学会等名: 日本天文学会 2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形県 山形大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [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、吉永圭吾、キムジョン、井出舜一郎、上司文善、穴吹直久、常深博、郡司修一、柴 田晋平、片桐惇、中森健之、米徳大輔、三原建広、玉川徹、早藤麻美、杉本樹梨、高木利紘 、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、當真賢二、 岸本祐二、Keith Jahoda、Joe Hill、他 PolariS-WG
  • 学会等名: 日本天文学会 2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形県 山形大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] Performance verification of the Gravity and Extreme Magnetism Small explorer (GEMS) x-ray polarimeter (2014)
  • 著者名/発表者名: Teruaki Enoto, Kevin Black, Takao Kitaguchi, Asami Hayato, Joanne E. Hill, Keith M. Jahoda, Toru Tamagawa, Kenta Kaneko, Yoko Takeuchi, Akifumi Yoshikawa, Hannah R. Marlowe, Scott Griffiths, Philip E. Kaaret, David Kenward, Syed Khalid
  • 学会等名: SPIE 2014: Ultraviolet to Gamma Ray
  • 発表場所: Montreal (Canada)
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-26
• [学会発表] Monte-Carlo estimation of the inflight performance of the GEMS satellite x-ray polarimeter (2014)
  • 著者名/発表者名: Takao Kitaguchi, Toru Tamagawa, Asami Hayato, Teruaki Enoto, Akifumi Yoshikawa, Kenta Kaneko, Yoko Takeuchi, Kevin Black, Joanne Hill, Keith Jahoda, John Krizmanic, Steven Sturner, Scott Griffiths, Philip Kaaret, Hannah Marlowe
  • 学会等名: SPIE 2014: Ultraviolet to Gamma Ray
  • 発表場所: Montreal (Canada)
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-26
• [学会発表] X-ray gamma-ray polarimetry small satellite PolariS (2014)
  • 著者名/発表者名: Kiyoshi Hayashida, Daisuke Yonetoku, Shuichi Gunji, Toru Tamagawa, Tatehiro Mihara, Tsunefumi Mizuno, Hiromitsu Takahashi, Tadayasu Dotani, Hidetoshi Kubo, Yoichi Yatsu, Fuyuku Tokanai, Takeshi Nakamori, Shinpeo Shibata, Asami Hayato, Akihiro Furuzawa, Yuji Kishimoto, Shunji Kitamoto et al.
  • 学会等名: SPIE 2014: Ultraviolet to Gamma Ray
  • 発表場所: Montreal (Canada)
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-24
• [学会発表] Properties of the flight model gas electron multiplier for the GEMS mission (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoko Takeuchi, Takao Kitaguchi, Asami Hayato, Toru Tamagawa, Wataru Iwakiri, Fumi Asami, Akifumi Yoshikawa, Kenta Kaneko, Teruaki Enoto, J. Kevin Black, Joanne E. Hill, Keith M. Jahoda
  • 学会等名: SPIE 2014: Ultraviolet to Gamma Ray, June 22-26, 2014
  • 発表場所: Montreal (Canada)
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-24
• [学会発表] X線偏光観測衛星GEMSの現状（II） (2014)
  • 著者名/発表者名: 玉川徹、早藤麻美、北口貴雄、榎戸輝揚、山田真也、岩切 渉、阿佐美ふみ、吉川瑛文、武内陽子、金子健太、幸村孝由、田原譲、高橋忠幸、牧島一夫、Keith Jahoda、Joanne Hill、ほかGEMS collaboration、林田清、郡司修一 、水野恒史、米徳大輔、ほか PolariS collaboration
  • 学会等名: 日本天文学会 2014年春季年会
  • 発表場所: 東京都 国際基督教大学
• [学会発表] X線偏光観測衛星GEMS開発の現状（III） (2014)
  • 著者名/発表者名: 玉川徹、早藤麻美、北口貴雄、榎戸輝揚、山田真也、岩切渉、阿佐美ふみ、吉川瑛文、武内陽子、金子健太、幸村孝由、田原譲、高橋忠幸、牧島一夫、Keith Jahoda、Joanne Hill、ほかGEMSチーム
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回年次大会
  • 発表場所: 神奈川県 東海大学 湘南キャンパス
• [学会発表] Lifetime estimation of a time projection chamber x-ray polarimeter (2013)
  • 著者名/発表者名: Joanne E. Hill, Joel K. Black, Lubos Brieda, Patsy L. Dickens, Kristina M. Montt de Garcia, Douglas L. Hawk, Asami Hayato, Keith Jahoda, Jelila Mohammed
  • 学会等名: SPIE optics and photonics
  • 発表場所: San Diego, USA
• [学会発表] X線偏光観測衛星GEMSの現状とPolariSとの協力 (2013)
  • 著者名/発表者名: 玉川徹、早藤麻美、北口貴雄、榎戸輝揚、山田真也、岩切 渉、阿佐美ふみ、吉川瑛文、武内陽子、金子健太、幸村孝、田原譲、高橋忠幸、牧島一夫、Keith Jahoda、Joanne Hill、ほかGEMS collaboration、林田清、郡司修一、米徳大輔、ほかPolariS collaboration
  • 学会等名: 日本天文学会 2013年秋季年会
  • 発表場所: 宮城県 東北大学
• [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, Kevin Black, Teruaki Enoto, Scott Griffiths, Asami Hayato, Joanne Hill, Keith Jahoda, Philip Kaaret, Hannah Marlowe, Toru Tamagawa
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 高知県 高知大学
• [学会発表] 低圧の純ジメチルエーテル下でのGEM動作特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 武内陽子、玉川徹、北口貴雄、岩切渉、阿佐美ふみ、吉川瑛文、早藤麻美、榎戸輝揚、山田真也、金子健太、幸村孝由、ほかX線偏光計チーム
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 高知県 高知大学
• [備考] 理化学研究所 玉川高エネルギー宇宙物理研究室ホームページ
  • URL: http://creeper.riken.jp/wp/