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。

在这项研究中，我们旨在阐明强磁场环境下中子星的辐射机制。他特别关注吸积驱动的中子星，并重点研究以X射线形式发射引力能的“X射线脉冲星”。 X射线脉冲星Cen的观测方案发挥了核心作用，非常成功。对该天体有史以来最长的X射线观测，持续了四天，是在2022年1月进行的，今年我们主要分析了观测数据。 Cen X-3在X射线脉冲星中具有极其明亮的光度。因此，可以使用大量统计数据来分析 X 射线光谱的时间变化。 X 射线光谱的时间变化与 X 射线发射的各向异性密切相关，并且在提取吸积流和周围物质的三维物理图像方面发挥着重要作用。在这项研究中，我们详细分析了Cen X-3双星轨道相位和旋转相位的光谱涨落，并首次阐明了其物理起源。轨道相位的光谱涨落可以用两个部分来解释：来自稳定吸积流的X射线辐射和来自吸积盘的热辐射，而这些涨落是由于伴星发出的不均匀星风造成的。这是由于屏蔽效应造成的。这一结果首次为光谱涨落提供了物理解释，迄今为止，光谱涨落仅在现象学上得到理解。另一方面，与旋转相位相关的光谱波动是由强磁场中吸积流的几何结构和等离子体的康普顿散射各向异性引起的，我们成功地限制了这种几何结构。我们采用了一种独特的方法，利用蒙特卡罗模拟再现吸积流的物理现象，并将其与观测结果进行比较，我们计划将来将其应用于包括 Her X-1 在内的其他 X 射线脉冲星，敬请期待。。

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

降着X線パルサーのパルスプロファイル解析を用いた降着円柱からの放射異方性の解明

利用吸积 X 射线脉冲星的脉冲轮廓分析来阐明吸积柱的辐射各向异性

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
丹波翼; 小高裕和; 谷本敦; 鈴木寛大; 高嶋聡; 馬場彩
通讯作者：
馬場彩

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

Artifact-less coded aperture imaging in the x-ray band with multiple different random patterns

X 射线波段内具有多种不同随机图案的无伪影编码孔径成像

DOI：
10.1117/1.jatis.6.3.035002
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kasuga Tomoaki;Odaka Hirokazu;Hatauchi Kosuke;Takashima Satoshi;Tamba Tsubasa;Aizawa Yuki;Hashiba Soichiro;Bamba Aya;Zhou Yuanhui;Tamagawa Toru
通讯作者：
Tamagawa Toru

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