マグネターの放射機構の解明

阐明磁星的辐射机制

基本信息

批准号：
20J20050
负责人：
丹波翼
金额：
$ 1.98万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J20050/
关键词：
中性子星強磁場降着流 X線天文学

项目摘要

本研究では、強磁場環境を伴う中性子星の放射機構の解明を目指している。特に、降着駆動型中性子星に着目しており、重力エネルギーをX線として放射する「X線パルサー」に焦点を当てて研究を行ってきた。その中心的役割を果たしたのが、X線衛星NuSTARに採択されたX線パルサーCen X-3の観測提案であり、これまでの観測データと比べて広帯域かつ長時間の良質な観測データを得ることに成功した。4日間という本天体では過去最長のX線観測が2022年1月に行われ、本年度は主にその観測データ解析を行った。Cen X-3はX線パルサーの中でも非常に明るい光度を持つ。そのため、大統計を活かしたX線スペクトルの時間変動解析が可能である。X線スペクトル時間変動は、X線放射の異方性と強く結びついており、降着流および周辺物質の3次元物理描像を抽出するのに多大な役割を果たす。本研究では、Cen X-3の連星軌道位相および自転位相のスペクトル変動を詳細に解析し、その物理的起源を初めて明らかにした。軌道位相に伴うスペクトル変動は、安定した降着流からのX線放射と降着円盤からの熱的放射の2成分で説明することができ、その変動は伴星から放出される非一様な星風による遮蔽効果によるものであることが明らかになった。この結果は、これまで現象論的にしか理解されてこなかったスペクトル変動に初めて物理的説明を与えたものである。一方、自転位相に伴うスペクトル変動は、降着流の幾何学構造と強磁場中のプラズマのコンプトン散乱異方性に起因しており、その幾何学構造を制限することに成功した。モンテカルロシミュレーションを用いて降着流の物理現象を再現し、それを観測結果と比較するという独自の手法を採用しており、今後はHer X-1をはじめとする他のX線パルサーへの応用も期待できる。

这项研究旨在阐明涉及强磁场环境的中子星的辐射机制。特别是，我们专注于增生驱动的中子星，并一直在进行研究以“ X射线脉冲星”为重点，该脉冲发射为X射线。这的核心作用是X射线Pulsar CEN X-3的观察建议，该建议是由X射线卫星Nustar采用的，并且能够获得与先前的观察数据相比，它是宽带和长期的高质量观察数据。为期4天的主要对象是有史以来最长的X射线观察，即4天，今年我们主要分析了观察数据。 CEN X-3即使在X射线脉冲星中也具有非常明亮的亮度。因此，可以使用大统计数据对X射线光谱进行时间变化分析。 X射线光谱时间变化与X射线辐射的各向异性密切相关，并在提取增生流和周围材料的三维物理图像中起着重要作用。在这项研究中，我们详细分析了CEN X-3的二元轨道相和旋转阶段的光谱变化，并首次阐明了其物理起源。与轨道相相关的光谱变化可以通过两个组件来解释：稳定增生流的X射线辐射和吸积盘的热辐射，并且已经揭示了这些变化是由于同伴恒星发出的非均匀恒星风的屏蔽作用。该结果为光谱变化提供了物理解释，而光谱变化仅在现象学上才被理解。另一方面，与旋转相相关的光谱变化归因于吸积流的几何结构和在强磁场中血浆的综合散射各向异性，并成功地限制了几何结构。它使用一种独特的方法来使用蒙特卡洛模拟再现积聚流的物理现象，并将其与观察结果进行比较，并且可以预期将其应用于其他X射线脉冲星，包括将来的X-1。

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Probing accretion flow structure of the HMXB Centaurus X-3 through X-ray spectral variability

通过 X 射线光谱变化探测 HMXB Centaurus X-3 的吸积流结构

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tsubasa Tamba;Hirokazu Odaka;Aya Bamba;Atsushi Tanimoto;Satoshi Takashima;Hiromasa Suzuki
通讯作者：
Hiromasa Suzuki

モンテカルロシミュレーションを用いたX 線 CCD 検出器のパイルアップ天体データの解析

使用蒙特卡罗模拟分析 X 射线 CCD 探测器的堆积天文数据

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
丹波翼;小高裕和;馬場彩;村上弘志;森浩二;林田清;寺田幸功;信川正順;水野恒史;XRISM MOPT
通讯作者：
XRISM MOPT

Orbital- and Spin-phase Variability in the X-Ray Emission from the Accreting Pulsar Centaurus X-3

吸积脉冲星 Centaurus X-3 发射的 X 射线的轨道和自旋相位变化

DOI：
10.3847/1538-4357/acadde
发表时间：
2023
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
0
作者：
Tamba Tsubasa;Odaka Hirokazu;Tanimoto Atsushi;Suzuki Hiromasa;Takashima Satoshi;Bamba Aya
通讯作者：
Bamba Aya

Simulation-based spectral analysis of X-ray CCD data affected by photon pile-up

基于仿真的受光子堆积影响的 X 射线 CCD 数据的光谱分析

DOI：
10.1093/pasj/psab131
发表时间：
2022
期刊：
Publications of the Astronomical Society of Japan
影响因子：
2.3
作者：
Tamba Tsubasa;Mori Koji;et al.
通讯作者：
et al.

Development of the detector simulation framework for the Wideband Hybrid X-ray Imager onboard FORCE

开发用于 FORCE 机载宽带混合 X 射线成像仪的探测器模拟框架

DOI：
10.1016/j.nima.2020.164433
发表时间：
2020
期刊：
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
影响因子：
0
作者：
Suzuki Hiromasa;Tamba Tsubasa;Odaka Hirokazu;Bamba Aya;Hagino Kouichi;Takeda Ayaki;Mori Koji;Hida Takahiro;Yukumoto Masataka;Nishioka Yusuke;Tsuru Takeshi G.
通讯作者：
Tsuru Takeshi G.