超軽量・広視野・高角度分解能望遠鏡による大質量星形成領域の広がったX線放射の解明

使用超轻、宽视场和高角分辨率望远镜阐明大质量恒星形成区域广泛的 X 射线发射

• 批准号: 21J12023
• 负责人: 福島 碧都
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J12023/
• 关键词: X線天文学; 大質量星形成領域; 広がったX線放射; マイクロマシン技術; 軽量X線望遠鏡; 広視野X線望遠鏡; 高温プラズマ; 粒子加速; MEMS

本研究の目的は、X線観測を介した大質量星周辺環境の理解である。太陽の10-数百倍の質量を持つ「大質量星」は銀河進化に欠かせない重要天体として知られる。大質量星が活発に誕生する星形成領域では空間的に広がったX線放射がしばしば観測され、高エネルギーの星間現象を探る手がかりとして期待できる。本研究ではこの放射の根本的理解のために (1) 広視野・高感度で放射を捉える次世代型の軽量望遠鏡の開発を進めつつ、(2) 既存のX線天文衛星のデータを解析することで放射の起源や基礎物理の解明を目指している。望遠鏡はマイクロマシン技術を用いることで超小型衛星に搭載できるほど小型・軽量でありながら、広がった放射に日本の大型衛星「すざく」に匹敵する感度を実現できる。従来課題であった結像性能はX線反射鏡面の形状改善により、宇宙実証機であり2025年までの打ち上げを目指す超小型衛星 GEO-X の要求を達成し、加熱処理の長時間化により将来探査に必要な性能が得られる見込みを得た。打ち上げに向けては、製作プロセスや組み立て部品の微調整を行い、宇宙実証に向けた最終局面を迎えつつある。衛星データ解析では、2000年代初頭から現在までに「すざく」や Chandra 等で観測されてきた広がった放射と星団の性質を系統的に調査し、放射のスペクトルや表面輝度等の基本的な性質が大質量星自身よりむしろ星間物質に強く依存する結果を得た。これは従来議論されてきた広がったプラズマの温度の違いや、熱的/非熱的といった違いを統一的な描像で説明する可能性を含む。本研究成果は査読付き論文や博士論文として発表を行った。

这项研究的目的是通过X射线观测了解大质量恒星周围的环境。质量是太阳十到几百倍的“大质量恒星”被认为是星系演化所必需的重要天体。空间扩散的X射线辐射经常在大质量恒星活跃诞生的恒星形成区域被观测到，有望为探索高能星际现象提供线索。为了从根本上了解这种辐射，本研究旨在（1）开发一种能够以宽视场和高灵敏度捕获辐射的下一代轻型望远镜，以及（2）分析现有X射线天文卫星的数据。这样做的目的是阐明辐射的起源和基本物理学。通过使用微机械技术，该望远镜体积小、重量轻，足以安装在微型卫星上，但在扩散辐射方面的灵敏度可与日本大型卫星朱雀相媲美。过去一直存在的成像性能问题，通过改进X射线反射镜表面的形状，得到了改善，以满足即将发射的空间演示飞行器GEO-X微型卫星的要求到2025年，预计将获得勘探所需的性能。为了准备发射，制造工艺和组装部件正在微调，太空演示的最后阶段即将到来。卫星数据分析系统地研究了朱雀、钱德拉等从2000年代初到现在观测到的星团的扩散辐射和特性，研究了辐射光谱和表面亮度等基本特性，得到了强烈依赖于星际的结果。介质上而不是大质量恒星本身。这包括在统一的图像中解释传统讨论的扩散等离子体的温度差异以及热等离子体和非热等离子体之间的差异的可能性。这项研究的结果以同行评审论文和博士论文的形式发表。

项目成果

原子層堆積法を用いた Co 成膜 Si 光学系の開発

使用原子层沉积法开发Co膜形成的Si光学系统

• 发表时间: 2023
• 作者: 辻雪音，伊師大貴，福島碧都，江副祐一郎，石川久美，沼澤正樹，稲垣綾太，上田陽功，森下拓海;関口るな，村川貴俊，山口和馬，石川怜，森本大輝，山田裕大，満田和久
• 通讯作者: 関口るな，村川貴俊，山口和馬，石川怜，森本大輝，山田裕大，満田和久

Development of Bragg reflection-type x-ray polarimeter based on a bent silicon crystal using hot plastic deformation

• DOI: 10.1117/12.2629635
• 发表时间: 2022-08
• 作者: Y. Ueda;Tomoki Uchino;Daiki Ishi;Y. Ezoe;K. Ishikawa;M. Numazawa;Aoto Fukushima;Sae Sakuda;A. Inagaki;H. Morishita;Luna Sekiguchi;Takatoshi Murakawa;Yukine Tsuji;K. Mitsuda;K. Morishita;K. Nakajima

微細加工技術を用いた軽量ロブスターアイ光学系の開発

利用微加工技术开发轻型龙虾眼光学系统

• 发表时间: 2022
• 作者: 石川久美;伊師大貴;福島碧都;稲垣綾太;上田陽功;森下弘海;関口るな;辻雪音;村川貴俊;山口和馬;石川怜;森本大輝;山田裕太;沼澤正樹;江副祐一郎;満田和久;金森義明;森下浩平
• 通讯作者: 森下浩平

原子層堆積法を用いた Co 成膜 Si 光学系のX線反射率評価

采用原子层沉积法评估 Co 膜形成的 Si 光学系统的 X 射线反射率

• 发表时间: 2021
• 作者: 福島 碧都;伊師 大貴;江副 祐一郎;石川 久美;内野 友樹;作田 紗恵;稲垣 綾太;上田 陽功;森下 弘海;関口 るな;辻 雪音;村川 貴俊;沼澤 正樹;満田 和久
• 通讯作者: 満田 和久

超軽量X線望遠鏡への原子層堆積法による Co 成膜の研究

超轻X射线望远镜原子层沉积Co薄膜研究

• 发表时间: 2023
• 作者: 辻雪音，伊師大貴，福島碧都，江副祐一郎，石川久美，沼澤正樹，稲垣綾太，上田陽功，森下拓海;関口るな，村川貴俊，山口和馬，石川怜
• 通讯作者: 関口るな，村川貴俊，山口和馬，石川怜