| 研究課題/領域番号 |
15H03653
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
牧島 一夫 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (20126163)
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| 研究分担者 |
中澤 知洋 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (50342621)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 中性子星 / マグネター / 自由歳差運動 / 内部磁場 / 宇宙Ｘ線衛星 |
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| 研究実績の概要 |
我々は宇宙Ｘ線衛星「すざく」を用い、２つのマグネター（超強磁場の中性子星）において、硬X線放射のパルスが、自転周期の約１万倍の長い周期で位相変調されていることを発見した。この現象は、中性子星の内部に超強磁場があり、そのため星がわずかに縦長に軸対称変形して自由歳差運動が起きた結果と解釈される。この新発見をより強固なものにするのが本研究の目的であり、今年度は以下の成果を得た。
(1) 米国の硬X線衛星NuSTARのデータを用いて、１番目の例である4U 0142+61における55 ksecの位相変調を探査した。やはり55 ksec に変調の徴候を得たが、変調振幅はかなり小さく、パルス１サイクルの2%程度であった。これは中性子星の対称軸に対する硬X線ビームパターンが、年の時間スケールで変化していることを示唆する。(2) ２番目の例である1E1547-54の結果を論文として完成させ、投稿し、受理された。結果は、間もなく出版されるPubl. Astron. Soc. Japanの「すざく」-MAXI特集号に掲載予定である。(3)米国のNuSTAR衛星に対し、1E1547-54静穏時の観測を提案し、採択され、現時点で観測が実施されるのを待っている。(4) ３番目の例として、「すざく」で2009年と2010年に観測されたマグネター1RXS J1708-40 のデータを解析し、その 11.0 秒周期のパルスが、30~33 ksec 程度の周期で変調されている徴候を得た。２回の観測で、結果は誤差の範囲内で一致している。(5) これらの効果を評価するため、モンテカルロシミュレーションのプログラムを開発した。(6)「位相変調が無いはず」の例として、Ｘ線パルサー 4U 1626-67のデータを同様に解析し、周期20-50 ksecの範囲で、位相変調が見られないことを確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ほぼ当初の計画に沿って研究を進めることができた。(1) １例目の4U 0142+61では、「すざく」より硬X線感度のよいNuSTARの公開データで、位相変調の強い証拠が得られなかったのはやや不本意であるが、観測時点で硬X線放射のビームパターンが磁気軸の周りにかなり良い軸対称性を持っていたと考えれば、「すざく」の結果と矛盾はしない。(2) モンテカルロシミュレーションにより、4U 0142+61の「すざく」データに対する、変調効果の統計的有意性を検証できるようになったことは、重要な進展である。(3) ２例目の1E 1547-54に関しては、力作の論文が受理され、また静穏期のNuSTAR観測が受理され実行を待っている。2016年度の重要な研究項目となろう。(4) ３番目の天体である1RXS J1708-40に関しては、2009年と2010年の「すざく」データから、位相変調の有望な徴候を得た。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後はほぼ当初の計画に沿って、以下のように研究を進める。(1) 4U 0142+61のNuSTARによる結果を論文にまとめる。(2) 1E 1547-54のNuSTAR観測が実行されたら、遅滞なくそのデータ解析を進める。(3) 1RXS J1708-40にの解析結果をさらに詰める。(4) 「すざく」の観測データのうち、まだ手つかずの、SGR 1806-20, SGR 1900+14, SGR 0501+54などのデータ解析を実行する。(5) モンテカルロシミュレーションを続行するとともに、硬X線ビームパターンをモデル化したデータの畳み込み解析方法を構築する。(6) いくつかの超新星残骸の中に見られる、CCO (Central Compact Object) 天体も同様に解析する。(7) 2016年2月17日に打ち上げられながら、軌道上で姿勢制御系のトラブルに見舞われている「ひとみ」(ASTRO-H) 衛星の回復に努力し、観測が可能になった場合は、同衛星を用いた観測を積極的に遂行する。
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