科学衛星Astro-DによるX線天文学の観測的研究

1994 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 04044167
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究機関: 宇宙科学研究所
• 研究代表者: 長瀬 文昭 宇宙科学研究所, 教授 (00022690)
• 研究分担者: 堂谷 忠靖 宇宙科学研, 助手 (30211410) ; 石田 学 宇宙科学研, 助手 (20249931) ; 紀伊 恒男 宇宙科学研, 助手 (70183788) ; 伊藤 真之 宇宙科学研, 助手 (40213087) ; 松岡 勝 理化学研, 主任研究員 (30013668) ; 柴崎 徳明 立教大, 理, 助教授 (50206124) ; 大橋 隆哉 東京都立大, 理, 助教授 (70183027) ; 国枝 秀世 名古屋大, 理, 助教授 (00126856) ; 田原 譲 名古屋大, 理, 助手 (10135296) ; 北本 俊二 大阪大, 理, 助手 (70177872) ; 三原 建弘 理化学研, 研究員補 (20260200) ; 田中 靖郎 宇宙科学研, 名誉教授 (10022534) ; CANIZARES C. MIT, 教授 ; RICKER G. MIT, 教授 ; 鶴 剛 京都大, 理, 助手 (10243007) ; 粟木 久光 京都大, 理, 助手 (30252414) ; 河合 誠之 理化学研, 研究員 (80195031) ; 吉田 篤正 理化学研, 研究員 (80240274) ; SERLEMITSOS アール NASA/GFSC, 研究員 ; 林田 清 大阪大, 理, 助手 (30222227) ; BREON S. NASA/GFSC, 研究員 ; 海老沢 研 NASA/GFSC, 研究員 ; VOLZ S.V. NASA/GFSC, 研究員 ; KELLEY R. NASA/GFSC, 研究員 ; HELFAND D. Columbia大, 教授 ; MCCAMMON D. Wisconsin大, 教授 ; 常深 博 大阪大, 理, 助教授 (90116062) ; 牧島 一夫 東京大, 理, 助教授 (20126163) ; 満田 和久 宇宙科学研, 助教授 (80183961) ; 村上 敏明 宇宙科学研, 助教授 (60092350) ; 小山 勝二 京都大, 理, 教授 (10092206) ; 山下 広順 名古屋大, 理, 教授 (80022622) ; 小川原 嘉明 宇宙科学研, 教授 (80013671) ; 宮本 重徳 大阪大, 理, 教授 (70013638) ; MUSHOTZKY R. NASA/GFSC, 研究員 ; 槇野 文命 宇宙科学研, 教授 (60022589) ; HOLT S. NASA/GFSC, 主任研究員 ; 井上 一 宇宙科学研, 教授 (40092142)
• 研究期間 (年度): 1992 – 1994
• キーワード: X線天文学 / 科学衛星 / X線スペクトル / 宇宙の高温ガス / X線天体 / ブラックホール / 宇宙の進化

研究概要

「あすか」(Astro-D)は、1993年2月に打ち上げれられ、わが国4番目のX線天文衛星となった。この衛星は0.5-10keVの広いエネルギー帯をカバーし、史上最高の感度でX線天体の撮影を行うと共に、世界で初めてX線CCDによる精密X線分光を行う高性能X線天文台である。「あすか」の性能はX線天文学を飛躍的に進めるものと国際的に注目されている、X線天体は極めて多岐に亘り、殆どあらゆる種類の天体がX線天文学の対象となっている。特に銀河系では中性子星やブラックホールのX線連星、超新星残骸等、銀河外では、銀河団、クェーサー等の活動銀河中心核、更に遠方からのX線背景放射が重要課題である。
この衛星に搭載されている観測装置は日米共同で製作された。打ち上げ前には、装置の設計・製作・試験・較正・調整を、打ち上げ直後には装置の較正・調整を共同で行ってきた。さらに、定常観測に入ってからは、装置の性能の正確な把握や正しいデータ解析のツールの提供等でも共同で作業を行うとともに、その成果を最大限に挙げるために、観測計画の打ち合わせ、ソフトウエア開発、観測結果の処理、解析等の各過程で両国の研究者が協力して作業を行ってきた。これらの作業のための日米研究者の移動は、主に、本科学研究費によって行われた。これら日米協力に基づく「あすか」がもたらしたいくつかの成果を以下にまとめる。
・「あすか」が打ち上がって40日もたたないうちに近傍銀河M81に発生したSN1993Jからは、ドイツのX線天文衛星ROSATとほぼ同時にX線を検出した。発生して1週間ほどの超新星からX線を検出したのは今回がはじめてである。
・超新星の爆発で飛び散った物質が星間物質と衝突して光っている超新星残骸について、「あすか」のすぐれた分光特性による新しい学問的展開がひらかれている。
・ガンマ線バーストと呼ばれる特異な現象の発生源をはじめて既知の天体との同定に成功し、この現象の原因の解明に大きな貢献をした。
・われわれの銀河系の中心部や円盤部を満たす高温ガスからのX線の分光的研究が進み、従来の予想では理解し難い事実があきらかになりつつある。
・楕円銀河、銀河群、銀河団といった宇宙の大きな構造物をとりまく高温ガスの分光学的研究が進み、これらのガス中の重元素量が一貫して少ないという、新しい考え方の導入を迫る事実があきらかになってきた。また、これらの構造物を構成する暗黒物質の分布や量についても新しい知見が得られつつある。
・遠方の銀河団をつかった宇宙の大きさを決める研究も、「あすか」の広い波長範囲の分光を行える能力をつかって、着々と成果をあげつつある。
・活動銀河の中心にある大質量ブラックホールのごく近傍からのものとおもわれる鉄の輝線構造をはじめて発見し、ブラックホール近傍での物質流につき貴重な情報をもたらしている。この中心核を取り巻く比較的遠方の物質や分布の物理状態についても「あすか」のすぐれた分光性能により新しい事実が次々と明らかになってきている。
・宇宙X線背景放射の研究も、「あすか」の波長範囲の広さを利用して、宇宙のはて近い遠方の宇宙初期の原始天体を探る研究がはじまりつつある。
以上のように、本科学研究費補助金の援助のもと、「あすか」を用いた日米の研究者による共同研究は大きな成果をあげている。

研究成果

• [文献書誌] Y.Tanaka et al.: "The X-ray Astronomy Satellite ASCA" Publ.Astron.Soc.Japan. 46. L37-L41 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] P.Serlemitsos et al.: "The Complex X-ray Spectra of Two High Redshift-Quasars Observed with ASCA" Publ.Astron.Soc.Japan. 46. L43-L47 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K.Makishima et al.: "Discovery of an Obscured Low Luminosity Active Nucleus in the Spiral Galaxy NGC 4258" Publ.Astron.Soc.Japan. 46. L77-L80 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K.Koyama et al.: "ASCA Observations of the Wolf-Rayet Binary HD 193793" Publ.Astron.Soc.Japan. 46. L93-L96 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] S.S.Holt.et al.: "ASCA Obsservations of Cassiopeia A" Publ.Astron.Soc.Japan. 46. L151-L155 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] P.Selremitsos et al.: "The X-Ray Telescope on board ASCA" Publ.Astron.Soc.Japan. 47. L105-L114 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Tanaka, et al.: "The S-ray Astronomy Satellite ASCA" PASJ. 46. 137-141 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] P.Serlemitsos, et al.: "The Complex X-ray Spectra of Two High Redshift Ouasars Observed with ASCA" PASJ. 46. L43-L47 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Makishima et al.: "Discovery of an Obscured Low $uminosity Active Nucleus in the Spiral Galaxy NGC 4258" PASJ. 46. L77-L80 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Koyama et al.: "ASCA Observations of the Wolf-Rayt Binary HD 193793" PASJ. 46. L93-L96 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] S.S.Holt et al.: "ASCA Observations of Cassiopeia" PASJ. 46. L151-L155 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] P.J.Serlemitsos et al.: "The X-ray Telescope on board ASCA" PASJ. 47. L105-L114 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より