X線精密分光観測と微細構造の系統探査で探る銀河団プラズマの物理量

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K14524
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 一戸 悠人 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 研究員 (30792519)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 銀河団 / X線天文学 / 銀河団プラズマ

研究実績の概要

コールドフロントと呼ばれる銀河団プラズマの接触不連続面や衝撃波といった構造の近傍でのガス運動を測定することで、銀河団プラズマの粘性や磁場といったミクロな物理量に対する制限をつけられると考えられる。こうした解析を念頭におき、高角度分解能をもつ Chandra 衛星のアーカイブデータ解析とういう観点で、コールドフロントや衝撃波を統一的に扱い解析できるような手法を開発した。いくつかの天体中の構造に実際に適用し、新たな結果を得た。
2023年9月7日には XRISM 衛星が打ち上げられた。銀河団研究の知見を活かすことで Resolve 検出器の軌道上光軸較正を行ったことに加え、検出器性能の理解という観点から、Resolve カロリメータと類似の原理で動作する TES カロリメータを用いた加速器施設における地上実験などに参加し、ソフトウェア開発、ノイズ特性の検討などを行い、カロリメータ検出器に対する理解を深めた。過去年度の実験の結果は論文として出版された。
XRISM サイエンスチームとして、性能評価フェーズに取得された銀河団データの解析を精力的に行なっている。Hitomi 衛星データ解析をリードした経験を活かし、速度構造の直接測定のサブチームをリードしている。また、銀河団プラズマの物理量を探るのに最適な天体を実際に Resolve を用いて観測することを目指し、前述の Chandra アーカイブデータ研究結果も踏まえ、一般観測フェーズに向けたプロポーザルを執筆した。

研究成果

• [国際共同研究] NIST(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: NIST
• [国際共同研究] CNRS(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: CNRS
• [雑誌論文] Application of transition-edge sensor for micro-X-ray fluorescence measurements and micro-X-ray absorption near edge structure spectroscopy: a case study of uranium speciation in biotite obtained from uranium mine (2024)
  • 著者名/発表者名: Yomogida Takumi、Hashimoto Tadashi、Okumura Takuma、Yamada Shinya、Tatsuno Hideyuki、Noda Hirofumi、Hayakawa Ryota、Takatori Sayuri、Okada Shinji、Isobe Tadaaki、Hiraki Takahiro、Sato Toshiki、Toyama Yuichi、Ichinohe Yuto、Sekizawa Oki、Nitta Kiyofumi、Kurihara Yuichi、Fukushima Shigeru et al.
  • 雑誌名: The Analyst 巻: N/A ページ: N/A
  • DOI: 10.1039/D4AN00059E
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proof-of-Principle Experiment for Testing Strong-Field Quantum Electrodynamics with Exotic Atoms: High Precision X-Ray Spectroscopy of Muonic Neon (2023)
  • 著者名/発表者名: T. Okumura, T. Azuma, D. A. Bennett, I. Chiu, W. B. Doriese, M. S. Durkin, J. W. Fowler, J. D. Gard, T. Hashimoto, R. Hayakawa, G. C. Hilton, Y. Ichinohe (12/42), P. Indelicato, T. Isobe, S. Kanda, M. Katsuragawa, N. Kawamura, Y. Kino, K. Mine, Y. Miyake, K. M. Morgan, K. Ninomiya, H. Noda, G. C. O’Neil, et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 130 ページ: 173001
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.173001
  • 査読あり / 国際共著