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2018 年度 研究成果報告書

秒角以下で天体サイズを測定する多重像式X線干渉計の発明

研究課題

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研究課題/領域番号 16K13787
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 天文学
研究機関大阪大学

研究代表者

林田 清  大阪大学, 理学研究科, 准教授 (30222227)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードX線干渉計 / X線天文学 / ブラックホール / X線検出器
研究成果の概要

新しい原理の天文用X線干渉計、多重像X線干渉計を発案した。格子とピクセル検出器だけを組み合わせた構成で得られる多数の像を、格子周期で重ねあわせて天体の像をえる。このとき、回折による像の広がりを避けるために、タルボ干渉条件を満たす波長のX線光子だけ選択する点がポイントになる。原理的には50cmの超小型衛星サイズでチャンドラ衛星の角度分解能0.5秒角を超える性能が期待できる。
数ミクロンの位置分解能を得るために、可視光用の微小ピクセルCMOS検出器に着目、常温でX線光子計測可能であることを見出した。これを用いた放射光施設で多重像X線干渉計の原理実証に成功し、0.3秒角をきる分解能を得た。

自由記述の分野

X線天文学

研究成果の学術的意義や社会的意義

天文学の観測において、優れた角度分解能が重要であることはガリレオ以来の様々な発見が証明しており、最近のブラックホールのイメージのように社会的インパクトも大きい。
X線天文学では、斜入射X線ミラーを使ったシステムが必須であるという固定観念が蔓延しているが、本研究は全く異なる原理を提案し、かつ、技術的コスト的に困難とされているChandra衛星の角度分解能を超える見込みを与えた。我々の提案の方法は、格子の周期、格子・検出器間距離に関してスケーラブルで、0.1秒角、0.01秒角、さらにはマイクロ秒角のシステムも可能である。将来の様々な衛星形態に適応可能である。

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公開日: 2020-03-30  

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