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2017 年度 実績報告書

QED効果観測によるマグネターの強磁場中性子星仮説の検証

研究課題

研究課題/領域番号 16H02198
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

玉川 徹  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (20333312)

研究分担者 水野 恒史  広島大学, 宇宙科学センター, 准教授 (20403579)
榎戸 輝揚  京都大学, 白眉センター, 特定准教授 (20748123)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワードX線偏光計の開発 / マグネター観測
研究実績の概要

NASAマーシャル宇宙飛行センター (米国) が主導するX線偏光観測衛星 IXPE (Imaging X-ray Polarimeter Explorer) に搭載されるX線偏光計の、フライト品製作に向けた試作と評価試験を行った。日本から提供したガス電子増幅フォイル (GEM) は想定通りの動作をし、X線偏光計も当初想定した性能が得られることを確認した。その後、X線偏光計の開発を取りまとめている INFN/Pisa (イタリア) からの要請により、GEM の一部に設計変更が生じたため、それへの対応と新たなGEMの試作と本製作を実施した。日本において受入検査と性能評価を終えた上で、INFN/Pisa に予備も含めたフライト品 GEM を送付した。これにより、衛星打ち上げに向けて我々が責任を持つ部分のうち、最初の大きな山場をクリアしたことになる。
GEM、X線偏光計製作と並行して、2021年4月のIXPE衛星打ち上げに向け、マグネター観測のワーキンググループが立ち上がり、その中で観測見積もり等の試算をおこなった。観測天体の最終決定はもう少し先であるが、理論予想等を基にして、大まかな観測時間見積もりやフィジビリティー調査をおこなった。
NASAゴダード宇宙飛行センターが主導して打ち上げた、宇宙ステーション搭載X線観測装置 NICER (Neutron star Interior Composition ExploreR) は順調に運用を進めており、マグネターの観測等を実施している。それと並行して、「すざく」等の既存の衛星のマグネター観測データ解析を実施し、論文としてまとめた。

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

IXPE衛星への参加は順調に進んでおり、我々が提供するGEMの設計変更があったのは予定外であったが、国際協力の枠組みでスケジュール調整し、目標とした期間内にハードウェアの提供を完了した。

今後の研究の推進方策

IXPE衛星はX線偏光計のフライト品製作が始まり、それらの性能を評価する検出器較正試験が始まる。今後はその活動に参加することで、検出器の性能を適切に把握することを目指す。較正結果を2021年4月以降のマグネター観測に生かすべく、データ解析ソフトウェア開発への参加も継続し、衛星打ち上げ直後からの活動を有利に進められるように工夫する。
NICERへの参加も継続し、高光子統計によるマグネター観測をリードする。

  • 研究成果

    (51件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (20件) (うち国際共著 16件、 査読あり 20件、 オープンアクセス 13件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 6件、 招待講演 7件)

  • [国際共同研究] INFN/Pisa/IAPS/Rome/INFN/Trino(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      INFN/Pisa/IAPS/Rome/INFN/Trino
  • [国際共同研究] NASAゴダード宇宙飛行センター/NASAマーシャル宇宙飛行センター/アイオワ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      NASAゴダード宇宙飛行センター/NASAマーシャル宇宙飛行センター/アイオワ大学
    • 他の機関数
      2
  • [国際共同研究] 欧州合同原子核研究所 CERN(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      欧州合同原子核研究所 CERN
  • [雑誌論文] An optimized photoelectron track reconstruction method for photoelectric X-ray polarimeters2018

    • 著者名/発表者名
      Kitaguchi Takao、Black Kevin、Enoto Teruaki、Fukazawa Yasushi、Hayato Asami、Hill Joanne E.、Iwakiri Wataru B.、Jahoda Keith、Kaaret Philip、McCurdy Ross、Mizuno Tsunefumi、Nakano Toshio、Tamagawa Toru
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 880 ページ: 188~193

    • DOI

      10.1016/j.nima.2017.10.070

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The PoGO+ view on Crab off-pulse hard X-ray polarisation2018

    • 著者名/発表者名
      Chauvin M、Floren H-G、Friis M、Jackson M、Kamae T、Kataoka J、Kawano T、Kiss M、Mikhalev V、Mizuno T、Tajima H、Takahashi H、Uchida N、Pearce M
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters

      巻: 477 ページ: L45~L49

    • DOI

      10.1093/mnrasl/sly027

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Glimpse of the highly obscured HMXB IGR J16318-4848 with Hitomi2018

    • 著者名/発表者名
      The Hitomi collaboration
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 ページ: 17~17

    • DOI

      10.1093/pasj/psx154

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hitomi observations of the LMC SNR N 132 D: Highly redshifted X-ray emission from iron ejecta2018

    • 著者名/発表者名
      The Hitomi collaboration
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 ページ: 16~16

    • DOI

      10.1093/pasj/psx151

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hitomi X-ray studies of giant radio pulses from the Crab pulsar2018

    • 著者名/発表者名
      The Hitomi collaboration
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 ページ: 15~15

    • DOI

      10.1093/pasj/psx083

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Search for thermal X-ray features from the Crab nebula with the Hitomi soft X-ray spectrometer2018

    • 著者名/発表者名
      The Hitomi collaboration
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 ページ: 14~14

    • DOI

      10.1093/pasj/psx072

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hitomi observation of radio galaxy NGC 1275: The first X-ray microcalorimeter spectroscopy of Fe-Kα line emission from an active galactic nucleus2018

    • 著者名/発表者名
      The Hitomi collaboration
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 ページ: 13~13

    • DOI

      10.1093/pasj/psx147

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Atomic data and spectral modeling constraints from high-resolution X-ray observations of the Perseus cluster with Hitomi2018

    • 著者名/発表者名
      The Hitomi collaboration
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 ページ: 12~12

    • DOI

      10.1093/pasj/psx156

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Temperature structure in the Perseus cluster core observed with Hitomi2018

    • 著者名/発表者名
      The Hitomi collaboration
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 ページ: 11~11

    • DOI

      10.1093/pasj/psy004

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurements of resonant scattering in the Perseus Cluster core with Hitomi SXS2018

    • 著者名/発表者名
      The Hitomi collaboration
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 ページ: 10~10

    • DOI

      10.1093/pasj/psx127

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Atmospheric gas dynamics in the Perseus cluster observed with Hitomi2018

    • 著者名/発表者名
      The Hitomi collaboration
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 ページ: 9~9

    • DOI

      10.1093/pasj/psx138

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Energy-dependent intensity variation of the persistent X-ray emission of magnetars observed with Suzaku2018

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Yujin、Ebisawa Ken、Enoto Teruaki
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 ページ: 32~32

    • DOI

      10.1093/pasj/psy013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shedding new light on the Crab with polarized X-rays2017

    • 著者名/発表者名
      Chauvin M.、Floren H.-G.、Friis M.、Jackson M.、Kamae T.、Kataoka J.、Kawano T.、Kiss M.、Mikhalev V.、Mizuno T.、Ohashi N.、Stana T.、Tajima H.、Takahashi H.、Uchida N.、Pearce M..
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 7816~7816

    • DOI

      10.1038/s41598-017-07390-7

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Solar abundance ratios of the iron-peak elements in the Perseus cluster2017

    • 著者名/発表者名
      Hitomi Collaboration
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 551 ページ: 478~480

    • DOI

      10.1038/nature24301

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Neutron-star radii based on realistic nuclear interactions2017

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Y.、Togashi H.、Tamagawa T.、Furumoto T.、Yasutake N.、Rijken Th. A.
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 96 ページ: 065804~065804

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.96.065804

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] In-orbit operation of the soft x-ray spectrometer onboard the Hitomi satellite2017

    • 著者名/発表者名
      Hitomi/SXS collaboration
    • 雑誌名

      Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems

      巻: 4 ページ: 1~1

    • DOI

      10.1117/1.JATIS.4.1.011205

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Performance of the helium dewar and the cryocoolers of the Hitomi soft x-ray spectrometer2017

    • 著者名/発表者名
      Hitomi/SXS collaboration
    • 雑誌名

      Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems

      巻: 4 ページ: 1~1

    • DOI

      10.1117/1.JATIS.4.1.011208

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Constraints on pulsed emission model for repeating FRB 1211022017

    • 著者名/発表者名
      Kisaka Shota、Enoto Teruaki、Shibata Shinpei
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 69 ページ: L9~L9

    • DOI

      10.1093/pasj/psx093

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetar Broadband X-Ray Spectra Correlated with Magnetic Fields: Suzaku Archive of SGRs and AXPs Combined with NuSTAR, Swift, and RXTE2017

    • 著者名/発表者名
      Enoto Teruaki、Shibata Shinpei、Kitaguchi Takao、Suwa Yudai、Uchide Takahiko、Nishioka Hiroyuki、Kisaka Shota、Nakano Toshio、Murakami Hiroaki、Makishima Kazuo
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 231 ページ: 8~8

    • DOI

      10.3847/1538-4365/aa6f0a

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Study of the progenitor of the magnetar 1E 2259+586 through Suzaku observations of the associated supernova remnant CTB 1092017

    • 著者名/発表者名
      Nakano Toshio、Murakami Hiroaki、Furuta Yoshihiro、Enoto Teruaki、Masuyama Miyu、Shigeyama Toshikazu、Makishima Kazuo
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 69 ページ: 40~40

    • DOI

      10.1093/pasj/psx012

    • 査読あり
  • [学会発表] X線偏光観測衛星IXPEへの国際協力2018

    • 著者名/発表者名
      玉川 徹
    • 学会等名
      第18回宇宙科学シンポジウム
  • [学会発表] NICER observations of highly magnetized neutron stars: Initial results2018

    • 著者名/発表者名
      Teruaki Enoto
    • 学会等名
      The 231 AAS Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁場の強い中性子星のX線観測2018

    • 著者名/発表者名
      榎戸輝揚
    • 学会等名
      日本SKAパルサー・突発天体研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 高エネルギーX線の偏光を検出するマイクロパターンTPC型偏光計の開発2018

    • 著者名/発表者名
      若松孝也
    • 学会等名
      日本天文学会2018年春季年会
  • [学会発表] X 線偏光観測衛星IXPE への参加現状2018

    • 著者名/発表者名
      玉川 徹
    • 学会等名
      日本天文学会2018年春季年会
  • [学会発表] X 線偏光観測衛星IXPE 搭載X 線望遠鏡用受動型熱制御素子サーマルシールドの開発(2)2018

    • 著者名/発表者名
      三石郁之
    • 学会等名
      日本天文学会2018年春季年会
  • [学会発表] IXPE 搭載X 線望遠鏡用サーマルシールドの開発における環境試験(2)2018

    • 著者名/発表者名
      二村泰介
    • 学会等名
      日本天文学会2018年春季年会
  • [学会発表] 軟X 線全天観測超小型衛星HaloSat の性能評価とサイエンス検討(2)2018

    • 著者名/発表者名
      石原雅士
    • 学会等名
      日本天文学会2018年春季年会
  • [学会発表] 超強磁場中性子星マグネターに関する研究: ~ 観測上の多様な振る舞いの統一理解と将来観測実験の推進 ~2018

    • 著者名/発表者名
      榎戸輝揚
    • 学会等名
      第10回宇宙科学奨励賞 (宇宙理学分野) 受賞講演
    • 招待講演
  • [学会発表] GEM-TPC と関連機器2017

    • 著者名/発表者名
      玉川 徹
    • 学会等名
      新学術検出器交流会
  • [学会発表] ガス電子増幅フォイルのX線検出器ならびにX線発生装置への応用2017

    • 著者名/発表者名
      玉川 徹
    • 学会等名
      学振186委員会・第24回研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 中性子星半径の観測とハイペロン混合2017

    • 著者名/発表者名
      山本安夫
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
  • [学会発表] X 線偏光観測衛星 IXPE への緊急参加2017

    • 著者名/発表者名
      玉川 徹
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋季年会
  • [学会発表] X 線偏光観測衛星 IXPE 搭載 X 線望遠鏡用受動型熱制御素子サーマルシールドの開発2017

    • 著者名/発表者名
      三石郁之
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋季年会
  • [学会発表] 偏光観測衛星 IXPE 搭載用 GEM の画像処理を用いた品質検査法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      周圓輝
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋季年会
  • [学会発表] 高エネルギーX線を検出するマイクロパターンTPC型X線偏光計の開発2017

    • 著者名/発表者名
      早藤麻美
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋季年会
  • [学会発表] 光電子追跡型X線偏光計の機械学習による偏光応答モデルの開発2017

    • 著者名/発表者名
      北口貴雄
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋季年会
  • [学会発表] Time Projection Chamberとフーリエ合成による撮像偏光計の基礎研究2017

    • 著者名/発表者名
      中野俊男
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋季年会
  • [学会発表] X線観測を中心とした中性子星の物理まとめ2017

    • 著者名/発表者名
      玉川 徹
    • 学会等名
      宇核連研究会
  • [学会発表] X-ray Observations of Neutron Stars2017

    • 著者名/発表者名
      Toru Tamagawa
    • 学会等名
      Hadron and Nuclear Physics 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Coincident observation and localization of GW counterparts in X-ray band2017

    • 著者名/発表者名
      Toru Tamagawa
    • 学会等名
      LSST Detection of Optical Counterparts of Gravitational Waves
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] NICER View of Magnetars and Young Pulsars2017

    • 著者名/発表者名
      Teruaki Enoto
    • 学会等名
      16th HEAD meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The GEM stability test against frequent high voltage on and off switching2017

    • 著者名/発表者名
      Sonoe Oda
    • 学会等名
      MPGD2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of GEM gain uniformity: production and verification techniques2017

    • 著者名/発表者名
      Megu Kubota
    • 学会等名
      MPGD2017
    • 国際学会
  • [学会発表] 高エネルギーX線の偏光を検出する TPC 型偏光計の開発2017

    • 著者名/発表者名
      周圓輝
    • 学会等名
      第13回MPGD研究会
  • [学会発表] IXPE 衛星搭載用 GEM の評価2017

    • 著者名/発表者名
      大久保美穂
    • 学会等名
      第13回MPGD研究会
  • [学会発表] 光電子追跡型X線偏光計の機械学習による偏光応答モデルの構築2017

    • 著者名/発表者名
      北口貴雄
    • 学会等名
      第13回MPGD研究会
  • [学会発表] 中性子星の観測的多様性をめぐる最新描像2017

    • 著者名/発表者名
      榎戸輝揚
    • 学会等名
      第30回理論懇シンポジウム「星の物理の新地平」
    • 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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