終端衝撃波のＸ線撮像分光による銀河系内最強加速器「カニ星雲」の加速機構の解明

利用终端冲击波的X射线成像光谱阐明银河系最强加速器蟹状星云的加速机制

• 批准号: 21H01095
• 负责人: 森 浩二
• 金额: $ 10.82万
• 依托单位: University of Miyazaki
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01095/
• 关键词: カニ星雲; 電磁流体加速; Ｘ線CMOS検出器; Ｘ線CCD; パルサー星雲; 加速; X線CMOS検出器

本研究の主要観測対象であるカニ星雲の形態の時間変動について、昨年度に引き続き調査をおこなった。我々は以前に、month 以下のタイムスケールでの変動は示しており、ここでは year から decade のタイムスケールで変動する構造に着目している。このタイムスケールで最も目を引く変動は南側のジェットである。昨年度の調査で約15年でジェットが30秒角ほど延伸したことがわかったが、これに2022年度の観測結果を加えた結果、2010年頃から2022年にかけて、ジェットの折れ曲がりの位置が大きく変化しておらず、フィラメントとの相互作用によってジェットが同じ位置で曲がり続けている可能性があることを示した。これらの結果は、国内の研究会で報告をおこなった。分光解析に向けては、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モンテカルロ法を用いたシミュレータをベースに、Chandra 衛星搭載のX線CCDであるACISのX線応答を模擬するシミュレータ構築を進めた。点源観測については、パイルアップによる応答の変化を定量的に再現することに成功した。一方で、X線イベントの電荷分布のエネルギー依存性は完全に再現できておらず、広がった天体への適用に限界があることもわかった。Ｘ線 CMOS 検出器の開発については、現在のセンサーに用いている PDD 構造の最終的なウェルの不純物濃度条件は特定したところである。その過程において、分光性能のウェルの不純物濃度依存性を調査した。定性的にはウェルの不純物濃度によるノード容量の変化が、分光性能に最も影響を与えていることがわかった。また、この新しい PDD 構造を持ち、前回の素子の問題点を修正した大型素子の評価もおこなった。これらの結果も、学会・研究会で報告した。さらに、この研究において新たに考案したセンサ構造を特許出願した。

从去年开始，我们继续研究蟹状星云的形态的时间变化，这是这项研究的主要主题。我们以前在以下一个月的时间表上表现出差异，我们关注的是从一年到十年的时间表变化的结构。这个时间表上最引人注目的变化是南喷气机。去年的一项调查显示，该喷气机在大约15年内扩大了约30个弧秒，但通过添加2022年观察结果的结果，这表明，从20102年左右，飞机弯曲的位置并未发生显着变化，并且由于它与丝状的相互作用，飞机可能会继续弯曲。这些结果在国内研究组报告。为了准备光谱分析，我们开始构建一个模拟器，该模拟器模拟ACI的X射线响应，ACI的X射线响应是一种配备Chandra卫星的X射线CCD，基于使用Monte Carlo方法的模拟器，该方法使用Monte Carlo方法，该方法也适用于Xrism satellite soption sorge in Quartions wition sorge in 2023的X射线CCD。响应堆积。另一方面，X射线事件的电荷分布的能量依赖性不能完全再现，并且发现其应用在扩大天体中存在限制。关于X射线CMOS检测器的发展，已经确定了当前传感器中使用的PDD结构的最终井的杂质浓度条件。在此过程中，研究了光谱性能对井的杂质浓度的依赖性。从定性上讲，发现由于井的杂质浓度而导致的节点电容的变化对光谱性能的影响最大。我们还评估了一个具有新PDD结构的大型设备，并纠正了先前设备的问题。这些结果也在学术会议和研究小组中报道。此外，在本研究中，还针对新设计​​的传感器结构提出了专利申请。

项目成果

SOI 技術を用いた新型X線撮像分光器の開発48 : PDD 構造におけるリーク電流の原因特定とその解決手法

采用SOI技术开发新型X射线成像光谱仪48：PDD结构漏电流原因识别及解决方法

• 发表时间: 2021
• 作者: 行元雅貴;森浩二他
• 通讯作者: 森浩二他

A hard X-ray complement to Athena: The prospect of hard X-ray astronomy in the 2030s and the FORCE mission

硬X射线对雅典娜的补充：2030年代硬X射线天文学的前景和FORCE任务

• 发表时间: 2022
• 作者: Ann Hornschemeier;Koji Mori;et al.
• 通讯作者: et al.

Proton radiation hardness of x-ray SOI pixel sensors with pinned depleted diode structure

具有钉扎耗尽二极管结构的 X 射线 SOI 像素传感器的质子辐射硬度

• DOI: 10.1117/1.jatis.7.3.036001
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems
• 作者: Hayashida Mitsuki;Hagino Kouichi;Kohmura Takayoshi;Kitajima Masatoshi;Yarita Keigo;Oono Kenji;Negishi Kousuke;Tsuru Takeshi G.;Tanaka Takaaki;Uchida Hiroyuki;Kayama Kazuho;Kodama Ryota;Mori Koji;Takeda Ayaki;Nishioka Yusuke;Hida Takahiro;Yukumoto Masataka
• 通讯作者: Yukumoto Masataka

軟Ｘ線から硬Ｘ線の広帯域を高感度で撮像分光する衛星計画 FORCE の現状 (14)

FORCE 的现状，这是一个用于从软 X 射线到硬 X 射线的宽带高灵敏度成像和光谱学的卫星项目 (14)

• 发表时间: 2022
• 作者: Kenji Ishikawa;Takashi Kondo;Hiromasa Tanaka;Masaru Hori;Shinya Toyokuni;Masaaki Mizuno;倉澤真帆;Masato Asai;齋藤隆之;Kotaro Kondo;Takuhiro Fujiie;森浩二他
• 通讯作者: 森浩二他

Ｘ線帯におけるカニ星雲南側ジェットの長期間変動

X射线波段蟹状星云南部喷流的长期波动

• 发表时间: 2022
• 作者: 金丸善朗;森浩二
• 通讯作者: 森浩二