新たな観測的手法・観測機器で迫る宇宙最強の磁石・中性子星

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21K20372
• 研究機関: 中央大学
• 研究代表者: 米山 友景 中央大学, 理工学部, 助教 (90908774)
• 研究期間 (年度): 2021-08-30 – 2024-03-31
• キーワード: 中性子星 / X線天文学 / XRISM / X線CCD / LMXB

研究実績の概要

本研究課題では、宇宙最強の磁石と考えられている中性子星について、磁気圏と表面の二つの空間的スケールで未だ謎の多い磁場構造を解明することを目的としていた。本課題の核となるのは日本の最新鋭のX線分光撮像衛星 (XRISM) である。XRISMの開発・打ち上げスケジュールの変更に伴い、本研究期間中には 1) XRISMの開発・初期運用及び 2) 過去のX線天文衛星のアーカイブデータを用いた中性子星の観測的研究を行った。

1) 我々は、研究期間全体を通して XRISM 搭載の広視野X線望遠鏡 Xtend の開発及び初期運用を行った。初年度には、Xtend 単体での熱真空試験など各種試験を行った。2年目には Xtend を衛星本体に組み込み、衛星システム全体での試験及び軌道上運用準備を進めた。最終年度に XRISM は打ち上げられ、軌道上での初期運用および性能評価を実施した。本課題の対象とした中性子星連星系も初期観測フェーズにおいて観測され、データ解析中である。また、これと並行して Xtend の広視野を活かした突発天体探査/速報システム XRISM/Xtend Transient Search (XTS) を開発した。これは、全天監視を目的としないポインティング型衛星としては初の試みであり、既に4つの恒星状天体からのX線フレアと1つの中性子星連星からのX線アウトバーストを速報している。

2) 低質量X線連星 (LMXB) のうち、降着円盤が希薄な高温ガス (コロナ) に覆われているものは降着円盤コロナ天体 (ADC) と呼ばれる。ADC からのX線は降着円盤内縁の光学的に厚いガスから放射されているが、その幾何学はこれまで制限されていなかった。我々は、中性鉄輝線を用いる新たな方法によって、ADC天体の幾何学を始めて制限した。

研究成果

• [国際共同研究] NASA(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: NASA
• [雑誌論文] XRISM/Xtend Transient Search (XTS) detected an X-ray flare possibly from a YSO candidate (2024)
  • 著者名/発表者名: Yoneyama, T. ; Hayashi, K. ; Kanemaru, Y. ; Ogawa, S. ; Yoshida, T. ; Akasu, K. ; Audard, M. ; Behar, E. ; Inoue, S. ; Kohmura, T. ; Maeda, Y. ; Mizumoto, M. ; Nemoto, N. ; Nobukawa, M. ; Pottschmidt, K. ; Shidatsu, M. ; Terada, Y. ; Terashima, Y. ; Tsuboi, Y. ; Uchida, H. ; Yoshimoto, M.
  • 雑誌名: The Astronomer's Telegram 巻: 16561 ページ: 16561
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] XRISM/Xtend Transient Search (XTS) detected an X-ray flare possibly from a spectroscopic binary (2024)
  • 著者名/発表者名: Yoneyama, T. ; Hayashi, K. ; Kanemaru, Y. ; Ogawa, S. ; Yoshida, T. ; Audard, M. ; Behar, E. ; Inoue, S. ; Ishihara, Y. ; Kohmura, T. ; Maeda, Y. ; Mizumoto, M. ; Nobukawa, M. ; Pottschmidt, K. ; Shidatsu, M. ; Terada, Y. ; Terashima, Y. ; Tsuboi, Y. ; Uchida, H. ; Yoshimoto, M.
  • 雑誌名: The Astronomer's Telegram 巻: 16592 ページ: 16592
  • オープンアクセス
• [学会発表] X 線分光撮像衛星 XRISM の科学運用準備の現状 (2) (2023)
  • 著者名/発表者名: 米山友景
  • 学会等名: 日本天文学会春季年会
• [学会発表] “X 線分光撮像衛星 XRISM 搭載軟 X 線撮像装置 Xtend による突発天体 探査 (2023)
  • 著者名/発表者名: 米山友景
  • 学会等名: 日本天文学会秋季年会