大型国際X線天文衛星計画Athenaの科学成果最大化

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H00175
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 松本 浩典 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (90311365)
• 研究分担者: 山口 弘悦 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (00513467) ; 石川 久美 東京都立大学, 理学研究科, 助教 (00709173) ; 粟木 久光 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 教授 (30252414) ; 坪井 陽子 中央大学, 理工学部, 教授 (70349223) ; 前田 良知 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (80342624) ; 三石 郁之 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (90725863)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: X線天文学 / X線望遠鏡 / X線光学系

研究実績の概要

欧州宇宙機構 (ESA) が大型計画として選出したX線天文衛星Athenaは、ESA負担額のコストオーバーランのために、計画に大幅な見直しが入ることになった。サイエンスの再検討のために、ESA により Science Re-Definition Team (SRDT) が結成され、デスコープ後の Athena (=NewAthena) のドライバーサイエンスの再定義が行われた。本計画の研究代表も SRDT に参加し、主にオブザーバトリーサイエンスからの検討を行った。また、ミッションハードウェアの再検討のために Mission Re-Definition Team (MRDT) が結成され、MRDT と SRDT との議論にも参加した。
Athena はX線望遠鏡としてシリコンポアオプティクスを採用する。この光学系は、正規の2回反射以外の経路で混入する迷光が多いという欠点を持つ。そのため我々は、迷光除去用のプリコリメターの基礎開発を行い、これをAthenaに搭載するべく議論を続けてきた。NewAthenaへのデスコープのために、我々が提案するプリコリメターの採用は事実上難しくなった。しかし、NewAthenaがX線望遠鏡として採用するシリコンポアオプティクスは、NewAthena以降にもX線天文衛星に採択される可能性がある。我々は、将来計画に役立つ技術開発としてプリコリメターの開発を続行し、シリコンポアオプティクスの１モジュール用のプリコリメターを製作した。また、シリコンポアオプティクスはX線反射膜としてイリジウムを採用する。イリジウムをコーティングした実際のサンプルのX線反射率測定を行い、イリジウムL吸収端付近の反射率を実験的に明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Narrow FeKα Reverberation Mapping Unveils the Deactivated Broad-line Region in a Changing-look Active Galactic Nucleus (2023)
  • 著者名/発表者名: Noda Hirofumi、Mineta Taisei、Minezaki Takeo、Sameshima Hiroaki、Kokubo Mitsuru、Kawamuro Taiki、Yamada Satoshi、Horiuchi Takashi、Matsumoto Hironori、Watanabe Makoto、Morihana Kumiko、Itoh Yoichi、Kawabata Koji S.、Fukazawa Yasushi
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 943 ページ: 63～63
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aca963
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The design and performance of the XL-Calibur anticoincidence shield (2023)
  • 著者名/発表者名: Iyer N.K.、Kiss M.、Pearce M.、Stana T.-A.、Awaki H.、Bose R.G.、Dasgupta A.、De Geronimo G.、Gau E.、Hakamata T.、Ishida M.、Ishiwata K.、Kamogawa W.、Kislat F.、Kitaguchi T.、Krawczynski H.、Lisalda L.、Maeda Y.、Matsumoto H. et al.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 巻: 1048 ページ: 167975～167975
  • DOI: 10.1016/j.nima.2022.167975
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Multi-image x-ray interferometer module: I. Design concept and proof-of-concept experiments with fine-pitch slits (2023)
  • 著者名/発表者名: Asakura Kazunori、Hayashida Kiyoshi、Kawabata Tomoki、Tomokage Yoneyama、Noda Hirofumi、Matsumoto Hironori、Tsunemi Hiroshi、Nakajima Hiroshi、Awaki Hisamitsu、Hiraga Junko S.
  • 雑誌名: Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems 巻: 9 ページ: id. 025004
  • DOI: 10.1117/1.JATIS.9.2.025004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the x-ray telescope after the first flight of XL-Calibur (2023)
  • 著者名/発表者名: Kuramoto Haruki、Matsumoto Hironori、Awaki Hisamitsu、Bose Richard、Braun Dana、et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 12679 ページ: id. 126791B
  • DOI: 10.1117/12.2676572
  • 国際共著
• [雑誌論文] Xtend, the soft x-ray imaging telescope for the x-ray imaging and spectroscopy mission (XRISM) (2022)
  • 著者名/発表者名: Mori Koji、Tomida Hiroshi、Nakajima Hiroshi、Okajima Takashi、Noda Hirofumi、Tanaka Takaaki、Uchida Hiroyuki、Hagino Kouichi、Kobayashi Shogo B.、Suzuki Hiromasa、Yoshida Tessei、Murakami Hiroshi、Uchiyama Hideki、Nobukawa Masayoshi、Nobukawa Kumiko K.、Yoneyama Tomokage、Matsumoto Hironori et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 12181 ページ: id. 121811T
  • DOI: 10.1117/12.2626894
  • 国際共著
• [雑誌論文] A broadband x-ray imaging spectroscopy in the 2030s: the FORCE mission (2022)
  • 著者名/発表者名: Mori Koji、Tsuru Takeshi G.、Nakazawa Kazuhiro、Ueda Yoshihiro、Watanabe Shin、Tanaka Takaaki、Ishida Manabu、Matsumoto Hironori et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 12181 ページ: id. 1218122
  • DOI: 10.1117/12.2628772
  • 国際共著
• [雑誌論文] Sub-arcsecond x-ray imaging with multi-Image x-ray interferometer module (MIXIM): introduction of a periodic coded-aperture mask (2022)
  • 著者名/発表者名: Asakura Kazunori、Hayashida Kiyoshi、Sakuma Shotaro、Ishikura Ayami、Sawagami Kenmei、Kamogawa Wataru、Yoneyama Tomokage、Noda Hirofumi、Okazaki Koki、Hanaoka Maho、Hattori Kengo、Matsushita Yusuke、Mineta Taisei、Yoshimoto Marina、Ode Yuichi、Hakamata Tomohiko、Matsumoto Hironori、Tsunemi Hiroshi
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 12181 ページ: id. 1218129
  • DOI: 10.1117/12.2629656
• [雑誌論文] Current status of development of lightweight x-ray mirror with carbon fiber reinforced plastic (CFRP) (2022)
  • 著者名/発表者名: Awaki Hisamitsu、Kametani Norika、Imamura Ryuta、Ishida Manabu、Iwasaki Masahiro、Kodani Kenshin、Maeda Yoshitomo、Matsumoto Hironori、Mori Koji、Nakazawa Kazuhiro、Ozaki Tsuyoshi、Suzuki Hirofumi、Takahashi Hiromitsu、Tsuru Takeshi、Utsunomiya Shin
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 12181 ページ: id. 121814R
  • DOI: 10.1117/12.2629705
• [雑誌論文] Optical performance of the x-ray telescope for the XL-Calibur experiment (2022)
  • 著者名/発表者名: Kamogawa Wataru、Matsumoto Hironori、Abarr Quin、Awaki Hisamitsu、et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the SPIE 巻: 12181 ページ: id. 1218171
  • DOI: 10.1117/12.2626537
  • 国際共著
• [雑誌論文] Fine structure of the atomic scattering factors near the iridium L-edges (2022)
  • 著者名/発表者名: Awaki Hisamitsu、Maeda Yoshitomo、Matsumoto Hironori、Bavdaz Marcos、Christensen Finn E.、Collon Maximilien、Ferreira Desiree D. M.、Ishibashi Kazunori、Massahi Sonny、Miyazawa Takuya、Svendsen Sara、Tamura Keisuke
  • 雑誌名: Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems 巻: 8 ページ: id. 044001
  • DOI: 10.1117/1.JATIS.8.4.044001
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Athenaの顛末とNewAthena (2024)
  • 著者名/発表者名: 松本浩典
  • 学会等名: 高宇連研究会
  • 招待講演
• [学会発表] X線天文衛星計画Athenaの現状 (2023)
  • 著者名/発表者名: 松本浩典
  • 学会等名: 宇宙科学シンポジウム
• [学会発表] 将来の宇宙観測用X線望遠鏡 (2022)
  • 著者名/発表者名: 松本浩典
  • 学会等名: Optics & Photonics Japan 2022
  • 招待講演
• [学会発表] Athena activities in Japan (2022)
  • 著者名/発表者名: Hironori Matsumoto
  • 学会等名: Exploring the Hot and Energetic Universe: the third scientific conference dedicated to the Athena X-ray Observatory
  • 国際学会 / 招待講演