ＧｅＶガンマ線観測および多波長偏光観測による活動銀河核ジェットの構造の解明

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24244014
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 深沢 泰司 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60272457)
• 研究分担者: 大野 雅功 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (50509875)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 宇宙物理 / X線天文学

研究実績の概要

ブレーザー天体においては，新型ガンマ線活動銀河核である電波銀河の2つ（NGC1275, M87）について，Ｘ線衛星で観測したデータを解析したところ、ジェット放射に伴うと思われる時間変動が見つかった。M87は、HST-1と呼ばれる中心から120pcも離れたホットスポットからのＸ線が半日のスケールで変動しており、ホットスポットの構造理解へ示唆を与える結果となった。NGC1275は、フェルミ衛星のガンマ線や電波と同期した長期Ｘ線変動と、数日の突発的なＸ線フレアが確認でき、両者の放射メカニズムや放射領域が異なると考えられる。また、フェルミ衛星第３AGNカタログの発表を行った。

SGDの開発は，本年度は完成した搭載品を衛星に組み付け、各種衛星上試験に臨んだ。熱真空試験では，カウントレートの安定性，各種フラグの正常性，バックグラウンド除去効率を確認した。また、昨年取得した較正試験のデータ解析を進め、放射線源によるエネルギー分解能，イメージ再構成の性能を確認した。さらに、予備品を用いてSPring8にてガンマ線偏光測定を行い、偏光計としての性能評価を行った。また、解析ソフトウエアーの開発も進め、打ち上げに臨んだ。

将来軟ガンマ線偏光装置の開発では，SGDコンプトンカメラよりも位置分解能を良くするために，昨年度試験したものより細かいピッチのシリコンパッドセンサーの基礎特性試験を行い，従来のセンサーで大きかった読み出し線に付随する容量が小さくなり、エネルギー分解能が改善していることが確認できた。また、同じく位置分解能が良く、読み出しチャンネルを大幅に削減できるシリコンドリフトセンサーの基礎特性試験を進め、信号確認を行った。また、２０１３年にPoGOLite気球実験で取得した「かに星雲」の硬Ｘ線偏光観測の結果を論文として発表した。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ジェット天体の観測は順調に進んでいる。ASTRO-H搭載軟ガンマ線検出器の完成は当初の計画より１年遅れとなったが、無事ASTRO-Hに搭載され、打ち上げられた。上空で動作が確認でき、データを少し取得したところで、残念ながらASTRO-H「ひとみ」衛星自体のトラブルにより観測不能となった。現在データ解析を進めているところである。一方、新たなセンサーの基礎特性試験は着々と進んでいる。

今後の研究の推進方策

ASTRO-H搭載軟ガンマ線検出器SGDによるブレーザー偏光観測は不可能となってしまったが、かに星雲とバックグラウンドのデータは取得できているので、それを解析して、ブレーザーの軟ガンマ線偏光測定の現実的な精度を導出し、今後の偏光観測装置の貴重なデータとしていく。他については当初の計画通りに進めていく。その際、昨年度実行したSPring8での偏光測定評価試験のデータ解析のまとめも行う。観測の方は，引続きフェルミ衛星と可視偏光によるジェット天体の観測とともに，特に電波銀河について集中的に成果を出していくことを目指す。将来検出器用に開発したシリコンドリフトセンサーの基礎特性試験を進め，次のセンサー開発に向けたデータを出す．また、PoGOKite気球実験による硬Ｘ線偏光観測を夏に実行する。

研究成果

• [国際共同研究] スタンフォード大学/NASAゴダード/アメリカ海軍研究所(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: スタンフォード大学/NASAゴダード/アメリカ海軍研究所
  • 他の機関数: 4
• [国際共同研究] 王立工科大学(スウェーデン)
  • 国名: スウェーデン
  • 外国機関名: 王立工科大学
• [雑誌論文] Observation of polarized hard X-ray emission from the Crab by the PoGOLite Pathfinder (2016)
  • 著者名/発表者名: Chauvin, M., Floren, H.-G., Jackson, M., Kamae, T., Kawano, T., Kiss, M., Kole, M., Mikhalev, V., Moretti, E., Olofsson, G., Rydstrom, S., Takahashi, H., Iyudin, A., Arimoto, M., Fukazawa, Y., Kataoka, J., Kawai, N., Mizuno, T., Ryde, F., Tajima, H., Takahashi, T., Pearce, M.
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Letters 巻: 456 ページ: L84
  • DOI: 10.1093/mnrasl/slv177
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Third Catalog of Active Galactic Nuclei Detected by the Fermi Large Area Telescope (2015)
  • 著者名/発表者名: Ackermann, Ajello, M., Atwood, W. B., Baldini, L., Ballet, J., Barbiellini, G., Bastieri, D., Becerra Gonzalez, J., Bellazzini, R., Bissaldi, E., Blandford, R. D., Bloom, E. D., Bonino, R., Bottacini, E., Brandt, T. J., Bregeon, J., Britto, R. J., Bruel, P., Fukazawa, Y., Ohno, M., 他129名
  • 雑誌名: The Astrophyisical Journal 巻: 810 ページ: 14
  • DOI: 10.1088/0004-637X/810/1/14
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Rapid Variability of Blazar 3C 279 during Flaring States in 2013-2014 with Joint Fermi-LAT, NuSTAR and Multi-Wavelength Observations (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashida, M., Nalewajko, K., Madejski, G. M., Sikora, M., Itoh, R., Ajello, M., Blandford, R. D., Buson, S., Chiang, J., Fukazawa, Y., Furniss, A. K., Urry, C. M., Hasan, I., Harrison, F. A., Alexander, D. M., Balokovi, M., Barret, D., Boggs, S. E., Christensen, F. E., Craig, W. W.、他34名
  • 雑誌名: The Astrophyisical Journal 巻: 807 ページ: 79
  • DOI: 10.1088/0004-637X/807/1/79
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The first demonstration of the concept of narrow-FOV Si/CdTe semiconductor Compton camera (2015)
  • 著者名/発表者名: Ichinohe, Y., Uchida, Y., Watanabe, S., Edahiro, I., Hayashi, K., Kawano, T., Ohno, M., Ohta, M., Takeda, S., Fukazawa, Y., Katsuragawa, M., Nakazawa, K., Odaka, H., Tajima, H., Takahashi, H., Takahashi, T., Yuasa, T.
  • 雑誌名: Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A 巻: 806 ページ: 5
  • DOI: 10.1016/j.nima.2015.09.081
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] ASTRO-H衛星搭載 軟ガンマ線検出器(SGD)コンプトンカメラの偏光ビーム試験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 枝廣育実, 水野恒史 , 高橋弘充 , 大野雅功 , 北口貴雄 , 勝田隼一郎 , 幅田翔 , 大橋礼恵 , 岡田千穂 , 内 田和海 , 深沢泰司 , 渡辺伸 , 太田方之 , 林克洋 , 小高裕和 , 一戸悠人 , 内田悠介 , 米田浩基 , 高橋忠幸 , 伊藤真義 , 武田伸一郎
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 首都大学東京（東京都）
  • 年月日: 2016-03-14 – 2016-03-17
• [学会発表] 電波銀河NGC1275とM87のＸ線とガンマ線の同期した変動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 深沢泰司, 志岐健成，田中康之，伊藤亮介，高橋弘充， Lukasz Stawarz
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 甲南大学(兵庫県)
  • 年月日: 2015-09-09 – 2015-09-11
• [学会発表] ASTRO-H衛星搭載軟ガンマ線検出器の現状と解析ソフトウェアについて (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋弘充, 田島宏康 、深沢泰司 、渡辺伸 、大野雅功、北口貴雄、田中康之、水野恒史 、太田方之、小高裕和、国分紀秀、佐藤 悟朗、佐藤理江、武田伸一郎、林克洋、原山淳、森國城 、高橋忠幸 、中澤知洋、牧島一夫 、田中孝明
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 甲南大学(兵庫県)
  • 年月日: 2015-09-09 – 2015-09-11
• [学会発表] ASTRO-H衛星搭載硬X線軟ガンマ線検出器におけるBGOアクティブシールドの応答関数の構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大野雅功, 河野貴文 , 枝廣育実 , 白川裕章 , 大橋礼恵 , 岡田千穂 , 幅田翔 , 勝田隼一郎 , 田中康之 , 高橋弘充 , 水野恒史 , 深沢泰司 、村上浩章 , 小林翔悟 , 三宅克馬 , 小野光 , 室田優紀 , 中澤知洋 , 牧島一夫 , 三村健人
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 甲南大学(兵庫県)
  • 年月日: 2015-09-09 – 2015-09-11
• [学会発表] ブレーザージェットの系統的な偏光変動探査 (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊藤亮介, 深沢泰司 , 田中康之 , 植村誠 , 川端弘治 , 秋田谷洋 , 吉田道利 , 宇井崇紘 , 高木勝俊 , 中 岡竜也 , 川端美穂 , 神田優花 , 高田紘司 , 志岐健成 , Krzysztof Nalewajko, Grzegorz Madejski, 笹田真人 , 森谷友由希 , 山中雅之
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 甲南大学(兵庫県)
  • 年月日: 2015-09-09 – 2015-09-11
• [学会発表] 軟ガンマ線検出器環境試験データにおけるフラグ等を用いた動作検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 幅田翔, 河野貴文 , 枝廣育実 , 白川裕章 , 北口貴雄 , 大野雅功 , 高橋弘充 , 水野恒史 , 深澤泰司 、一戸悠人 , 内田悠介 , 米田浩基 , 林克洋 , 武田伸一郎 , 渡辺伸 , 高橋忠幸 、山岡 和貴 , 田島宏康 、湯浅孝行
  • 学会等名: 日本天文学会
  • 発表場所: 甲南大学(兵庫県)
  • 年月日: 2015-09-09 – 2015-09-11
• [備考] 広島大学宇宙科学センター研究成果
  • URL: http://www.hiroshima-u.ac.jp/hasc/kenkyuseika/
• [備考] 広島大学高エネルギー宇宙グループ学会発表
  • URL: http://www-heaf.hepl.hiroshima-u.ac.jp/gakkai.html
• [備考] 広島大学高エネルギー宇宙グループ学位論文
  • URL: http://www-heaf.hepl.hiroshima-u.ac.jp/thesis.html
• [備考] 日本Fermi衛星グループ
  • URL: http://www-heaf.hepl.hiroshima-u.ac.jp/glast/glast-j.html