2014 Fiscal Year Annual Research Report
広帯域・高精度のＸ線分光で探る中間質量ブラックホール
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14J09878
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小林 翔悟 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | ULX / ブラックホール / X線 / ASTRO-H |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、次期X線衛星ASTRO-Hに搭載される硬X線撮像検出器(HXI)の、打ち上げ前に地上で行える最終試験が実施された。これは衛星に搭載する実機の検出器が、設計時に立てられた科学目標を達成するために十分な性能を持っているか、また打ち上げの厳しい環境に耐えられるかを確認する、プロジェクトにとって大きな節目となる試験である。これらは限られた時間内で効率よく項目を達成する必要があり、私はそれらの進行計画の立案に深く関わった。それだけでなく実際にHXIを動作させてデータを取得し、当初の目標である、5-80 keVにおける分解能1 keVでのX線撮像を実現しており、衛星搭載品としても宇宙を模擬した環境で問題なく動作することを自ら確認した。
一方で、中間質量ブラックホール候補であるUltra Luminous X-ray source(ULX)の観測的研究も平行して遂行した。昨年度に提出したX線天文衛星「すざく」の観測提案がこの度採択され、2014年の5月に代表的なULXであるNGC1313 X-1の2.5日間という長期の観測が行われた。得られたデータを解析したところ、複数回にわたりX線強度が2倍以上の変動を繰り返していた。ところがこれだけ激しく変動しているにも拘らず、ブラックホールの周りに形成されている降着円盤の多温度黒体放射成分はほとんど変化せず、それらを部分的に覆いコンプトン散乱している電子雲の光学的厚みが、激しく増加・減少を繰り返していることがわかった。これは長らく謎であった、ULXにおける降着系を解明する上で大きな手がかりになると考えれる結果である。これを2015年の3月に大阪大学で行われた日本天文学会で口頭発表し、現在論文に取りまとめ中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
この度、競争率が激しい中「すざく」の観測提案が採択され、長期観測データを手に入れることができた。このデータは情報に富んだ貴重なものであった上に、自らが観測提案者なため、１年間の占有権を有しており、科学的成果を出す上で非常に有利と言える。また、これまで行ってきた他のデータに対する解析結果も、審査員に高く評価され、2015年度の6月にスペインで行われる国際会議で口頭発表が内定している。
ASTRO-Hに搭載されるHXIの開発も順調に進んでおり、本研究課題で必須である広帯域・高分解能での観測が実現されていることが確認された。現在は地上で行われた確認試験の結果を反映した実機HXIの応答関数の構築を進めており、これは当初の計画通りである。これに加え、自らの地の利を活かして、ただハードウェアに特化するのではなく、それを用いてASTRO-Hでいかなる科学的成果が達成できるかを議論する「サイエンス会議」に積極的に参加した。本研究課題であるULXは、広帯域に広がるスペクトルをもつため、ASTRO-Hにとって絶好の観測対象である。よって今後の研究を飛躍的に進める上で、このような場に参加できた意義は非常に大きい。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はASTRO-H衛星全系を組み上げた状態で行われる総合試験に参加し、引き続きHXIに深く関わっていく。最終的には、これらの地上試験で得られたHXIの地上性能をシミュレータに取り込み、天体のデータ解析をする際に世界中のユーザーが使用する応答関数を構築する。またHXIの検出器応答を最も理解した人材として、打ち上げ直後に観測される優先天体の候補の提案にも貢献する。
ULXの観測的研究については、今回得られた単独のULXのデータだけでなく、「すざく」やXMM-Newton、Nu-Starといった、他のX線衛星で観測された様々なULXのデータを系統的に解析することで、ULXの降着物理の統一的な解釈を試みる。この結果を、今回の観測提案で得られたデータと合わせて早急に論文に取りまとめる。またこれをASTRO-Hへ拡張していくことで、先述したULXの観測提案を行い、世界初の広帯域・高精度分光観測のデータをいち早く手に入れる。
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Research Products
(3 results)
