カニ星雲のサブ秒角スケールでの精密Ｘ線分光による電磁流体加速機構の解明

利用亚角秒尺度的精密 X 射线光谱阐明蟹状星云的磁流体动力加速机制

基本信息

批准号：
21J10842
负责人：
金丸善朗
金额：
$ 0.96万
依托单位：
University of Miyazaki
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

项目摘要

2022年は、Chandra衛星に加えてX線偏光を空間分解可能なIXPE衛星によって最新の観測が行われたため、形態解析を更に深める方向で研究を進めた。IXPE衛星の結果から、カニ星雲のX線トーラスの南西領域が低偏光度であることが示された。この結果は、同領域が複雑に形態変化するという我々の結果と整合する。南西領域には親星由来のフィラメントが存在しており、X線トーラスを形成する電磁流体の流れが周辺環境の影響を受けて乱雑化した可能性を示唆している。また、最新のChandra衛星観測によって、ジェットの屈曲位置が10年以上大きく変化しなかったことも明らかになった。この屈曲も周辺環境から影響を受けている可能性があり、2023年3月に公開されたこの最新データを解析結果に含めて、投稿論文をまとめている。また、分光解析に向けて、Chandra衛星搭載のX線CCDであるACISのX線応答を再現するシミュレータの構築を進めた。2023年打ち上げのXRISM衛星搭載のX線CCDにも応用されている手法を用いて、光電吸収からACISの応答模擬を試みた。先行研究と比較可能な点源観測を模擬した結果、スペクトルのハードニングとフラックスの減少といった高フラックス天体に対する応答を定量的に再現することに成功した。一方、現状では、X線イベントの電荷分布やエネルギーといった複数の観測量を必ずしも同時に再現できないことが分かった。CCDの電場構造の簡略化が原因の一つであり、詳細な検出器ジオメトリの導入による空乏層の電場構造の精緻化が今後の課題である。CCDシミュレータの構築と並行して、XRISM衛星に搭載するX線CCDの開発研究も進めた。このCCDは、2023年の打ち上げに向けて既に衛星搭載が完了している。実際に宇宙に打ち上げる4つのCCD素子の較正など、機器開発フェーズへの貢献が認められ、表彰を受けた。

2022年，除了钱德拉卫星之外，最新的观测是由能够空间解析X射线偏振的IXPE卫星进行的，因此我们继续进行研究，进一步深化形态分析。 IXPE卫星结果显示，蟹状星云X射线环面的西南区域具有较低的偏振度。这一结果与我们的发现一致，即该区域经历了复杂的形态变化。西南地区存在源自母星的细丝，这表明形成X射线环面的电磁流体的流动可能由于周围环境的影响而变得无序。最新的钱德拉卫星观测结果还显示，这架喷气式飞机的弯曲位置在10多年来没有发生明显变化。这种弯曲也可能受到周围环境的影响，因此在编译提交论文时，将这一2023年3月发布的最新数据包含在分析结果中。此外，为了进行光谱分析，我们继续构建了一个模拟器，用于再现 ACIS（钱德拉卫星上的 X 射线 CCD）的 X 射线响应。我们尝试使用一种也适用于将于 2023 年发射的 XRISM 卫星上的 X 射线 CCD 的方法来模拟光电吸收的 ACIS 响应。通过模拟与以前的研究相当的点源观测，我们成功地定量再现了对高通量物体的响应，例如光谱硬化和通量减少。另一方面，人们发现，目前并不总是能够同时再现多个可观测量，例如X射线事件的电荷分布和能量。原因之一是CCD电场结构的简化，未来的挑战是通过引入详细的探测器几何结构来细化耗尽层的电场结构。在建设CCD模拟器的同时，我们还对安装在XRISM卫星上的X射线CCD进行了研发。该 CCD 已安装在一颗将于 2023 年发射的卫星上。他因对设备开发阶段的贡献而获奖，其中包括对实际发射到太空的四个 CCD 元件的校准。