| 研究課題/領域番号 |
21K03615
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| 研究機関 | 奈良教育大学 |
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研究代表者 |
信川 正順 奈良教育大学, 理科教育講座, 准教授 (00612582)
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| 研究分担者 |
内山 秀樹 静岡大学, 教育学部, 講師 (50708435)
山内 茂雄 奈良女子大学, 自然科学系, 教授 (60260410)
信川 久実子 近畿大学, 理工学部, 講師 (60815687)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | X線天文衛星 XRISM / 銀河系中心 / 高温プラズマ / 低エネルギー宇宙線 / Sgr A* / 銀河回転 |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題での目的は、これまで解明されていない銀河中心拡散X線放射(GCXE)の起源を次世代のX線天文衛星XRISMを用いて観測し、構成成分を定量的に分離し、その運動を初めて測定することである。
XRISMは2022年度打ち上げ予定であり、本研究課題の研究者全員は XRISMの開発メンバーの一員でもある。2021年度は XRISMの開発を進め、観測の準備を行った。特に、観測装置の開発ではフライトモデルの製作を行い、検証試験および性能確認試験を実施した。さらにデータ較正の方法の開発も進めるとともに、実データを用いて較正データベースの準備を行った。打ち上げ後の観測データ処理システムの開発を進め、テストデータを用いた確認を実施し、問題がないことを確認した。
さらに、すざく衛星によるデータを用いて、GCXEスペクトルを構成する成分の定量分析を行った。我々が2016年に調べた結果では、5keV以上のエネルギー帯域だけであったが、全エネルギー帯域のスペクトルを用いた。その結果、X線点源や冷たいX線成分だけでは観測スペクトルの再現はできないが、それらに真に広がったプラズマ成分を加えると再現できることがわかった。そのプラズマは温度kT~1 keVの過電離状態である可能性がある。特に、これまでは温度kT~7 keVと高温であるため、銀河の重力では留めておけないことが問題だった。それよりも低温であれば、その問題は解決できるかもしれない。
また、GCXEの高温プラズマの候補の1つである超新星残骸の研究も進めた。特に通常の超新星残骸プラズマの進化では考えられない過電離状態の起源を明らかにするために、通常の電離進行型の超新星残骸も含めた複数の天体データを集めて、系統調査を行った。その結果、過電離を示す天体の電子温度は、通常天体の電子温度の時間変化と矛盾がなく、電離が促進されている可能性がわかった。
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| 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
本研究の基礎となる観測装置 XRISM衛星の開発は順調に進んでおり、2022年度打ち上げ予定である。対象の銀河中心領域の観測計画は決定しており、2023年度中に観測できる見込みである。また、観測後すぐにデータ解析を行うことができるように、観測データの地上処理システム、較正データベースの準備も進めている。また、すざく衛星のデータを用いて、GCXEの理解もさらに進んだ。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き、XRISMの開発を進め、打ち上げの準備を行う。GCXEについて新たに得た知見を含めて、予想される観測結果のシミュレーションを行い、データ解析のシナリオをいくつか検討する。必要に応じて、ツール等の準備を行う。また、XRISMのゲスト観測の提案公募に合わせて、本研究課題のための追加観測の提案を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍のために出張を控えたため、予定していた旅費を使用せず。次年度の出張旅費に用いる予定である。また、本年度のデータ解析ではすでに研究室にある計算機で代替可能であったため、予定していた計算機及びその付随品は状況を見ながら次年度以降に購入することとした。
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