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2018 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
キーワード宇宙物理 / X線天文学
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を、取りまとめ機関であるINFN/Pisa (イタリア) とともに行った。組み立ては INFN/Pisa のクリーンルームで実施し、日本からも要所ごとに立ち合い参加し、問題点があればその場で解決策を提示した。日本から提供したガス電子増幅フォイル (GEM) について、X線偏光計に組み込んだのち、電子増幅度のセンサー面内での場所依存性と、時間変動の測定を行い、天体観測する上でどのような影響があるかの評価を行った。この結果を元に、このあとIAPS/Rome (イタリア) で行われる、X線偏光計の精密較正試験の内容や手順について議論し、プロジェクトの要求仕様を満たすために必要な試験方針について確認した。
第一回IXPEコラボレーション会議をイタリアCNR (National Research Council) で開催し、ハードウェアを提供している米国、イタリア、日本の研究者間で、現状の確認と今後の進め方を議論した。また、チーム全体で打上げ1年目の観測プランを議論し、最初の観測天体リストを作成した。マグネターワーキンググループに対しては、現時点までの較正試験から想定されるIXPE衛星の性能を仮定した観測シミュレーションを行い、結果を提供した。
打上げ1ヶ月後に事故で失われたHitomi衛星が、短時間観測したカニ星雲に対して、搭載されていた軟ガンマ線検出器を用い、60-160 keV 帯域において有意な偏光を検出した。この結果はHitomiチーム論文としてまとめ出版された。

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

一部設計変更に伴う追加検査等があったが、衛星開発はほぼ予定通りに進んでいる。日本から提供しているハードウェアも無事に搭載を完了し、X線偏光計として正しく動作することが確認できている。

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と検出器較正が完了し、衛星への組み込み作業が始まる。今後は衛星に搭載されるX線集光鏡と組み合わせたシステム全体の較正に参加する。IXPE衛星による観測天体絞り込みに向けた議論が始まるので、より現実的な性能を用いたマグネターの観測シミュレーションを実施し、データ解析への参加も継続することで、打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。

  • 研究成果

    (38件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 8件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] NASAマーシャル宇宙飛行センター/NASAゴダード宇宙飛行センター/アイオワ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      NASAマーシャル宇宙飛行センター/NASAゴダード宇宙飛行センター/アイオワ大学
    • 他の機関数
      2
  • [国際共同研究] 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
    • 他の機関数
      3
  • [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] X-ray and optical observations of the black hole candidate MAXI J1828-2492019

    • 著者名/発表者名
      Oda Sonoe、Shidatsu Megumi、Nakahira Satoshi、Tamagawa Toru、Moritani Yuki、Itoh Ryosuke、Ueda Yoshihiro、Negoro Hitoshi、Makishima Kazuo、Kawai Nobuyuki、Mihara Tatehiro
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 71 ページ: 108-1~108-18

    • DOI

      10.1093/pasj/psz091

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A convolutional neural network approach for reconstructing polarization information of photoelectric X-ray polarimeters2019

    • 著者名/発表者名
      Kitaguchi Takao、Black Kevin、Enoto Teruaki、Hayato Asami、Hill Joanne E.、Iwakiri Wataru B.、Kaaret Philip、Mizuno Tsunefumi、Tamagawa Toru
    • 雑誌名

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

      巻: 942 ページ: 162389~162389

    • DOI

      10.1016/j.nima.2019.162389

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE): technical overview II2019

    • 著者名/発表者名
      O'Dell Stephen L.、et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the SPIE

      巻: 11118 ページ: 111180V

    • DOI

      10.1117/12.2530646

    • 国際共著
  • [雑誌論文] An enigmatic hump around 30 keV in Suzaku spectra of Aquila X-1 in the hard state2019

    • 著者名/発表者名
      Kubota Megu、Tamagawa Toru、Makishima Kazuo、Nakano Toshio、Iwakiri Wataru、Sugizaki Mutsumi、Ono Ko
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 71 ページ: 33-1~33-18

    • DOI

      10.1093/pasj/psy148

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of polarized gamma-ray emission from the Crab nebula with the Hitomi Soft Gamma-ray Detector†2018

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

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 ページ: 113-1~113-19

    • DOI

      10.1093/pasj/psy118

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Resolve Instrument on X-ray Astronomy Recovery Mission (XARM)2018

    • 著者名/発表者名
      The XARM Resolve Team
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 193 ページ: 991~995

    • DOI

      10.1007/s10909-018-1913-4

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Discovery of Redshifted He-like Iron Absorption Line from Luminous Accreting Neutron Star SMC X-12018

    • 著者名/発表者名
      Kubota Megu、Odaka Hirokazu、Tamagawa Toru、Nakano Toshio
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 868 ページ: L26~L26

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aaef76

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE): technical overview2018

    • 著者名/発表者名
      O'Dell Stephen L.、et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the SPIE

      巻: 10699 ページ: 106991X

    • DOI

      10.1117/12.2314146

    • 国際共著
  • [雑誌論文] Concept of the X-ray Astronomy Recovery Mission2018

    • 著者名/発表者名
      The XRAM team
    • 雑誌名

      Proceedings of the SPIE

      巻: 10699 ページ: 1069922

    • DOI

      10.1117/12.2309455

    • 国際共著
  • [雑誌論文] Hitomi X-ray observation of the pulsar wind nebula G21.5-0.92018

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

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 ページ: 38-1~38-16

    • DOI

      10.1093/pasj/psy027

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hitomi (ASTRO-H) X-ray Astronomy Satellite2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Tadayuki、et al.
    • 雑誌名

      Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems

      巻: 4 ページ: 021402

    • DOI

      10.1117/1.JATIS.4.2.021402

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 明るい降着型パルサーSMC X-1からの高電離鉄吸収線の発見とその解釈2019

    • 著者名/発表者名
      小高裕和
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会 (2019年)
  • [学会発表] X線偏光観測衛星 IXPE:プロジェクト概要と進捗2019

    • 著者名/発表者名
      玉川 徹
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会 (2019年)
  • [学会発表] X線偏光観測衛星IXPEでのブラックホール観測における解析手法の研究2019

    • 著者名/発表者名
      郡司修一
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会 (2019年)
  • [学会発表] 硬X線集光偏光計X-Calibur気球実験の2018年フライトと将来計画2019

    • 著者名/発表者名
      高橋弘充
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会 (2019年)
  • [学会発表] 高エネルギーX線の偏光を検出する Time Projection Chamber 型偏光計の開発2019

    • 著者名/発表者名
      大久保美穂
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会 (2019年)
  • [学会発表] Aquila X-1「すざく」スペクトルにおける30 keV付近の未解明なハンプ構造2019

    • 著者名/発表者名
      窪田 恵
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会 (2019年)
  • [学会発表] LTCC-GEMの加工精度の評価2019

    • 著者名/発表者名
      武内陽子
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会 (2019年)
  • [学会発表] 南極周回気球による硬X 線偏光観測実験X-Calibur の2021 年将来フライトへ向けて2019

    • 著者名/発表者名
      田村啓輔
    • 学会等名
      日本天文学会2019年春季年会
  • [学会発表] 硬X線偏光観測実験X-Calibur の2018-2019 年気球フライトに向けた準備状況2019

    • 著者名/発表者名
      高橋弘充
    • 学会等名
      日本天文学会2019年春季年会
  • [学会発表] X 線偏光観測衛星IXPE への参加現状(3)2019

    • 著者名/発表者名
      三石郁之
    • 学会等名
      日本天文学会2019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(4)2019

    • 著者名/発表者名
      清水貞行
    • 学会等名
      日本天文学会2019年春季年会
  • [学会発表] X線偏光観測衛星 IXPE2019

    • 著者名/発表者名
      水野恒史
    • 学会等名
      第19回宇宙科学シンポジウム
  • [学会発表] X 線偏光観測衛星 IXPE 搭載に向けた望遠鏡_サーマルシールドの開発2019

    • 著者名/発表者名
      三石郁之
    • 学会等名
      第19回宇宙科学シンポジウム
  • [学会発表] X 線偏光観測衛星 IXPE 搭載に向けた偏光計_ガス電_増幅フォイルの開発2019

    • 著者名/発表者名
      早藤麻美
    • 学会等名
      第19回宇宙科学シンポジウム
  • [学会発表] 機械学習を用いた飛跡画像処理による光電子追跡型X線偏光計の感度向上2018

    • 著者名/発表者名
      北口貴雄
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] ブラックホールX線連星 MAXI J1828-249 のX線および可視光観測2018

    • 著者名/発表者名
      小田苑会
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
  • [学会発表] 大質量X線連星 SMC X-1 からの高電離鉄吸収線の発見とその起源2018

    • 著者名/発表者名
      窪田 恵
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
  • [学会発表] 南極周回気球による硬X 線偏光観測ミッションX-Calibur の現状と今後2018

    • 著者名/発表者名
      内田和海
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
  • [学会発表] X 線偏光観測衛星IXPE への参加現状(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(3)2018

    • 著者名/発表者名
      二村泰介
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
  • [学会発表] X線偏光観測衛星 IXPE2018

    • 著者名/発表者名
      玉川 徹
    • 学会等名
      第15回Micro-Pattern Gas Detector研究会
  • [学会発表] IXPE衛星搭載用GEMの製作と性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      内山慶祐
    • 学会等名
      第15回Micro-Pattern Gas Detector研究会
  • [学会発表] X線による高エネルギー天体の観測2018

    • 著者名/発表者名
      玉川 徹
    • 学会等名
      重力波観測時代のrプロセスと不安定核研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE)2018

    • 著者名/発表者名
      Toru Tamagawa
    • 学会等名
      New eyes on X-ray astronomical objects
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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