高感度GeVγ線観測で探る巨大ブラックホールの進化とジェットの放出機構

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14079206
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 深沢 泰司 広島大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60272457)
• 研究分担者: 吉田 勝一 広島大学, 大学院・理学研究科, 助手 (50304390) ; 草野 完也 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助教授 (70183796) ; 大杉 節 広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30033898)
• キーワード: ブラックホール / ガンマ線天文学 / 宇宙物理 / 宇宙科学 / 国際協力

研究概要

ハードウエアー開発においては、GLASTの最も重要な構成要素であるシリコンストリップ(SSD)の開発・製造・性能検査および供給を行った。2003年度末までには90%近くのセンサーが出来上がり、順調に進んだ。リーク電流は2.5nA/cm2とほぼそろって低い値を示し、全空乏化電圧も50-100Vと運用上問題ない範囲が得られている。そして、初期不良のストリップの割合は370万本に対して僅か0.008%という非常に優れた結果を出しており、我々の設計が非常に優れていることが証明された。これらの性能はGLASTの目標性能を達するに十分である。こうして製造されたSSDを用いてフライトタワーの製造が開始された。また、SSDの一部を用いてメカニカルモデルが製造されつつあり、キャリブレーション試験の整備に使う予定である。
良い感度を実現するためには、宇宙線バックグラウンドの理解が必須である。この構築については本年度は、2001年の気球実験のデータの解析を進めることにより、宇宙線の到来方向依存に関する情報を引き出しつつある。現在は、これらの情報と最新の観測結果を採り入れながら、地磁気依存性を加えつつある。その結果、気球実験のデータを90%以内の精度で再現することに成功し、さらなる精度向上を目指している。
良い感度を引き出すために必要なものとして、検出器レスポンスの理解がある。特にGLASTのようなサーベイ観測では、時々刻々と天体に関するレスポンスが変化していき、しかも検出器レスポンス自体が複雑であるので、検出器シミュレーターを使うことが必須である。我々は2000年から、Geant4を使って開発を進めてきており、最初は気球実験のジオメトリ構造を再現して、気球実験のデータ解析に用いている。また、同じような手法は前ガンマ線観測衛星EGRETについても適用できるが、我々はGeant4によりEGRETの検出器シミュレーターを構築してデータ解析を行ってみて、検出器シミュレータによるGLASTデータの解析の感触や問題点を予め知る試みを進めている。さらに、GLASTとEGRETの検出器シミュレーターと、天体およびバックグラウンドモデルを連携して動かすためのソフトウエアーの枠組みをPython言語で構築し、複雑な観測をシミュレートしながらGLASTとEGRETの比較を用意に行えるようなシステムをSLACと共同で進めた。本年度はさらに、ブラックホール観測開始後に特に遠方で明るいOVV-QSOや系内ブラックホール天体についてX線の観測データを解析することによって、効率良いガンマ線観測の方針を探り始めた。

研究成果

• [文献書誌] Takahashi, T., Makishima, K., Fukazawa, Y., Kokubun, M., Nakazawa, K., Nomachi, M., Tajima, H., Tashiro, M., Terada, Y.: "Hard X-ray and γ-ray detectors for the NeXT mission"New Astronomy Review. 48・1-4. 269-273 (2004)
• [文献書誌] Ohto, A., Kawano, N., Fukazawa, Y.: "X-Ray Spectral Properties of Hot Gas Cavities around NGC 4636"Publications of the Astronomical Society of Japan. 55・4. 819-826 (2003)
• [文献書誌] Kawano, N., Ohto, A., Fukazawa, Y.: "Chandra X-Ray Spectral Analysis of Cooling Flow Clusters, 2A 0335+096 and Abell 2199"Publications of the Astronomical Society of Japan. 55・3. 585-592 (2003)
• [文献書誌] Kawaharada, M., Makishima, K., Takahashi, I., Nakazawa, K., Matsushita, K., Shimasaku, K., Fukazawa, Y., Xu, H.: "A New Candidate for the Dark Group of Galaxies, RX J0419+0225"Publications of the Astronomical Society of Japan. 55・3. 573-577 (2003)
• [文献書誌] S.Yoshida, T.Ohsugi, Y.Fukazawa, K.Yamamura, K.Yamamoto, K.Sato: "Radiation hardening of silicon strip detectors"Nucl.Instr.and Meth.A. 514. 38-43 (2003)