Elucidation of blackhole spacetime with spin through polarization observation of X rays

通过 X 射线偏振观测用自旋阐明黑洞时空

基本信息

批准号：
19H00696
负责人：
郡司修一
金额：
$ 28.29万
依托单位：
Yamagata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

IXPE衛星は世界で初めてX線領域で偏光撮像観測を可能にした衛星であり、2022年1月から科学観測が始まり、様々な天体に対して成果が出てきた。特に我々は、ブラックホール候補天体であるCyg X-1、マグネターである4U 0142+61、パルサーウインドネビュラであるCrab NebulaとVela Pulsar Nebula、そしてガンマ線バーストGRB221009Aの解析に大きく貢献した。Cyg X-1では4%という大きな偏光度が観測され、またエネルギーが上がるに従ってその偏光度も上がる傾向があることが分かった。またマグネターでは低エネルギー側と高エネルギー側で偏光方向が90度変化している事が観測された。これは高いX線が散乱を受けている兆候であり、マグネター表面の状態に関しての示唆を与えた。またCrab Nebulaの観測では、局所的には40%程度偏光している事が分かり、トーラスと呼ばれている部分に沿った偏光が観測された。一方Vela Pulsar Nebulaでは局所的には70%に達するような究極的な偏光度が観測された。これはシンクロトロン放射で達成できる偏光度の限界であり、究極的に磁場が揃っている事が分かったが、従来の乱流磁場の解釈と相容れず、新たな問題を提起した。最後にGRB221009Aでは、IXPEは爆発後2.5日後に観測を開始したが、プロンプトの成分とアフターグローの成分の両方の観測に成功した。これはたまたまこのガンマ線バーストが我々の銀河面すれすれで起こり、X線が散乱を受けて遅れて届くという現象が起こったためである。X線領域でのガンマ線バースト偏光観測は今まで行われていなかったため、有為な偏光検出はできなかったものの、ジェットの開き角やジェットと視線方向の角度などの情報を取得できた。

IXPE卫星是世界上第一颗卫星，该卫星在X射线区域进行了两极分化的成像观测，并于2022年1月开始进行科学观测，并为各种天体产生了结果。特别是，我们为候选黑洞体的分析做出了巨大贡献，4U 0142+61 Magnetores，Crab Nebula和Vela Pulsar Nebula以及Gamma-ray Bress Burst Grb221009a。发现在CYG X-1中观察到了高达4％的极化程度，并且极化程度随着能量的增加而倾向于增加。还观察到，磁盘的极化方向在低能侧和高能侧变化了90度。这是高X射线散射的迹象，提供了有关磁表面状态的建议。此外，螃蟹星云的观察结果表明，该光在局部极化约40％，并且观察到沿着所谓的圆环的偏振光。同时，在Vela Pulsar星云中观察到了最终的位置极化度达到70％。这是可以通过同步加速器辐射实现的极化极限，并且发现磁场最终是均匀的，但与湍流磁场的常规解释不相容，并引发了新的问题。最后，在GRB221009A中，IXPE在爆炸后2.5天开始观察，但成功地观察了迅速和余辉组件。这是因为这种伽马射线爆发发生在我们的星系表面，导致X射线散布并迟到。直到现在才能进行X射线区域中的伽马射线爆发极化观测值，因此，尽管无法有效的极化检测，但可以获得诸如射流的开头和射流视线角之类的信息。

项目成果

期刊论文数量（40）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

モンスター級のガンマ線バーストに対してX線の偏光観測をIXPEが世界で初めて実現しました

IXPE 是世界上第一个实现对巨型伽马射线爆发的 X 射线偏振观测的仪器。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

The Imaging X-Ray Polarimetry Explorer (IXPE): Pre-Launch

成像 X 射线偏振测量探测器 (IXPE)：启动前

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
JATIS
影响因子：
0
作者：
Dainotti M G;Nielson V;Sarracino G;Rinaldi E;Nagataki S;Capozziello S;Gnedin O Y;Bargiacchi G;Martin C. Weisskopf et al.
通讯作者：
Martin C. Weisskopf et al.

Observations of 4U 1626-67 with the Imaging X-Ray Polarimetry Explorer

使用成像 X 射线偏振测量探测器观察 4U 1626-67

DOI：
10.3847/1538-4357/ac98c2
发表时间：
2022
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
0
作者：
Marshall Herman L. et al.
通讯作者：
Marshall Herman L. et al.

The X-Ray Polarization View of Mrk 421 in an Average Flux State as Observed by the Imaging X-Ray Polarimetry Explorer

DOI：
10.3847/2041-8213/ac913a
发表时间：
2022-09
期刊：
The Astrophysical Journal Letters
影响因子：
0
作者：
L. Di Gesu;I. Donnarumma;F. Tavecchio;I. Agudo;Thibault Barnounin;N. Cibrario;N. Di Lalla;A. Di Marco;J. Escudero;M. Errando;S. Jorstad;Dawoon E. Kim;P. M. Kouch;I. Liodakis;E. Lindfors;G. Madejski;H. Marshall;A. Marscher;R. Middei;F. Muleri;I. Myserlis;M. Negro;N. Omodei;L. Pacciani;A. Paggi;M. Perri;S. Puccetti;L. A. Antonelli;M. Bachetti;L. Baldini;W. Baumgartner;R. Bellazzini;S. Bianchi;S. Bongiorno;R. Bonino;A. Brez;N. Bucciantini;F. Capitanio;S. Castellano;E. Cavazzuti;S. Ciprini;E. Costa;A. De Rosa;E. Del Monte;V. Doroshenko;M. Dovčiak;S. Ehlert;T. Enoto;Y. Evangelista;S. Fabiani;R. Ferrazzoli;Javier A. García;S. Gunji;K. Hayashida;J. Heyl;W. Iwakiri;V. Karas;T. Kitaguchi;J. Kolodziejczak;H. Krawczynski;F. La Monaca;L. Latronico;S. Maldera;A. Manfreda;F. Marin;A. Marinucci;F. Massaro;G. Matt;I. Mitsuishi;T. Mizuno;C. Ng;S. O’Dell;C. Oppedisano;A. Papitto;G. Pavlov;A. L. Peirson;M. Pesce-Rollins;P. Petrucci;M. Pilia;A. Possenti;J. Poutanen;B. Ramsey;J. Rankin;A. Ratheesh;R. Romani;C. Sgro’;P. Slane;P. Soffitta;G. Spandre;T. Tamagawa;R. Taverna;Y. Tawara;A. Tennant;N. Thomas;F. Tombesi;A. Trois;S. Tsygankov;R. Turolla;J. Vink;M. Weisskopf;K. Wu;F. Xie;S. Zane
通讯作者：
L. Di Gesu;I. Donnarumma;F. Tavecchio;I. Agudo;Thibault Barnounin;N. Cibrario;N. Di Lalla;A. Di Marco;J. Escudero;M. Errando;S. Jorstad;Dawoon E. Kim;P. M. Kouch;I. Liodakis;E. Lindfors;G. Madejski;H. Marshall;A. Marscher;R. Middei;F. Muleri;I. Myserlis;M. Negro;N. Omodei;L. Pacciani;A. Paggi;M. Perri;S. Puccetti;L. A. Antonelli;M. Bachetti;L. Baldini;W. Baumgartner;R. Bellazzini;S. Bianchi;S. Bongiorno;R. Bonino;A. Brez;N. Bucciantini;F. Capitanio;S. Castellano;E. Cavazzuti;S. Ciprini;E. Costa;A. De Rosa;E. Del Monte;V. Doroshenko;M. Dovčiak;S. Ehlert;T. Enoto;Y. Evangelista;S. Fabiani;R. Ferrazzoli;Javier A. García;S. Gunji;K. Hayashida;J. Heyl;W. Iwakiri;V. Karas;T. Kitaguchi;J. Kolodziejczak;H. Krawczynski;F. La Monaca;L. Latronico;S. Maldera;A. Manfreda;F. Marin;A. Marinucci;F. Massaro;G. Matt;I. Mitsuishi;T. Mizuno;C. Ng;S. O’Dell;C. Oppedisano;A. Papitto;G. Pavlov;A. L. Peirson;M. Pesce-Rollins;P. Petrucci;M. Pilia;A. Possenti;J. Poutanen;B. Ramsey;J. Rankin;A. Ratheesh;R. Romani;C. Sgro’;P. Slane;P. Soffitta;G. Spandre;T. Tamagawa;R. Taverna;Y. Tawara;A. Tennant;N. Thomas;F. Tombesi;A. Trois;S. Tsygankov;R. Turolla;J. Vink;M. Weisskopf;K. Wu;F. Xie;S. Zane

X-Ray Polarimetry Reveals the Magnetic-field Topology on Sub-parsec Scales in Tycho’s Supernova Remnant

DOI：
10.3847/1538-4357/acb496
发表时间：
2023-01
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
0
作者：
R. Ferrazzoli;P. Slane;D. Prokhorov;P. Zhou;J. Vink;N. Bucciantini;E. Costa;N. Di Lalla;A. Di Marco;P. Soffitta;M. Weisskopf;K. Asakura;L. Baldini;J. Heyl;P. Kaaret;F. Marin;T. Mizuno;C. Ng;M. Pesce-Rollins;S. Silvestri;C. Sgro’;D. Swartz;T. Tamagawa;Yi-Jung Yang;I. Agudo;L. A. Antonelli;M. Bachetti;W. Baumgartner;R. Bellazzini;S. Bianchi;S. Bongiorno;R. Bonino;A. Brez;F. Capitanio;S. Castellano;E. Cavazzuti;Chien-Ting J. Chen;S. Ciprini;A. De Rosa;E. Del Monte;L. Di Gesu;I. Donnarumma;V. Doroshenko;M. Dovčiak;S. Ehlert;T. Enoto;Y. Evangelista;S. Fabiani;Javier A. García;S. Gunji;K. Hayashida;W. Iwakiri;S. Jorstad;F. Kislat;V. Karas;T. Kitaguchi;J. Kolodziejczak;H. Krawczynski;F. La Monaca;L. Latronico;I. Liodakis;S. Maldera;A. Manfreda;A. Marinucci;A. Marscher;H. Marshall;G. Matt;I. Mitsuishi;F. Muleri;M. Negro;S. O’Dell;N. Omodei;C. Oppedisano;A. Papitto;G. Pavlov;A. L. Peirson;M. Perri;P. Petrucci;M. Pilia;A. Possenti;J. Poutanen;S. Puccetti;B. Ramsey;J. Rankin;A. Ratheesh;O. Roberts;R. Romani;G. Spandre;F. Tavecchio;R. Taverna;Y. Tawara;A. Tennant;N. Thomas;F. Tombesi;A. Trois;S. Tsygankov;R. Turolla;K. Wu;F. Xie;S. Zane
通讯作者：
R. Ferrazzoli;P. Slane;D. Prokhorov;P. Zhou;J. Vink;N. Bucciantini;E. Costa;N. Di Lalla;A. Di Marco;P. Soffitta;M. Weisskopf;K. Asakura;L. Baldini;J. Heyl;P. Kaaret;F. Marin;T. Mizuno;C. Ng;M. Pesce-Rollins;S. Silvestri;C. Sgro’;D. Swartz;T. Tamagawa;Yi-Jung Yang;I. Agudo;L. A. Antonelli;M. Bachetti;W. Baumgartner;R. Bellazzini;S. Bianchi;S. Bongiorno;R. Bonino;A. Brez;F. Capitanio;S. Castellano;E. Cavazzuti;Chien-Ting J. Chen;S. Ciprini;A. De Rosa;E. Del Monte;L. Di Gesu;I. Donnarumma;V. Doroshenko;M. Dovčiak;S. Ehlert;T. Enoto;Y. Evangelista;S. Fabiani;Javier A. García;S. Gunji;K. Hayashida;W. Iwakiri;S. Jorstad;F. Kislat;V. Karas;T. Kitaguchi;J. Kolodziejczak;H. Krawczynski;F. La Monaca;L. Latronico;I. Liodakis;S. Maldera;A. Manfreda;A. Marinucci;A. Marscher;H. Marshall;G. Matt;I. Mitsuishi;F. Muleri;M. Negro;S. O’Dell;N. Omodei;C. Oppedisano;A. Papitto;G. Pavlov;A. L. Peirson;M. Perri;P. Petrucci;M. Pilia;A. Possenti;J. Poutanen;S. Puccetti;B. Ramsey;J. Rankin;A. Ratheesh;O. Roberts;R. Romani;G. Spandre;F. Tavecchio;R. Taverna;Y. Tawara;A. Tennant;N. Thomas;F. Tombesi;A. Trois;S. Tsygankov;R. Turolla;K. Wu;F. Xie;S. Zane

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郡司修一的其他基金

広視野超軟X線偏光検出器の基礎開発

宽视场超软X射线偏振探测器的基础研制

批准号：
24K00671
24K00671
财政年份：
2024
资助金额：
$ 28.29万
$ 28.29万
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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散乱型硬X線偏光度検出器によるかに星雲の偏光度観測

使用散射硬 X 射线偏振探测器观测蟹状星云的偏振

批准号：
17030001
17030001
财政年份：
2005
资助金额：
$ 28.29万
$ 28.29万
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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批准号：
13740140
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财政年份：
2001
资助金额：
$ 28.29万
$ 28.29万
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

イメージングプレートを用いた宇宙線検出器の開発

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批准号：
11740134
11740134
财政年份：
2000
资助金额：
$ 28.29万
$ 28.29万
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

硬X線偏向度検出器の開発

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批准号：
07640373
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财政年份：
1995
资助金额：
$ 28.29万
$ 28.29万
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)

硬X線領域での気球搭載用偏向度検出器の開発

硬X射线区域球囊偏转探测器的研制

批准号：
07222204
07222204
财政年份：
1995
资助金额：
$ 28.29万
$ 28.29万
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

チェレンコフ望遠鏡の検出効率向上に関する研究

提高切伦科夫望远镜探测效率的研究

批准号：
07247203
07247203
财政年份：
1995
资助金额：
$ 28.29万
$ 28.29万
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

気球搭載用硬X線偏向度検出器の開発

开发用于气球安装的硬X射线偏转探测器

批准号：
06233204
06233204
财政年份：
1994
资助金额：
$ 28.29万
$ 28.29万
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

硬X線領域における偏向度検出器の開発

硬X射线区偏转度检测仪的研制

批准号：
06740197
06740197
财政年份：
1994
资助金额：
$ 28.29万
$ 28.29万
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

気球登載用硬X線偏向度検出器の開発

开发用于气球安装的硬X射线偏转探测器

批准号：
05740152
05740152
财政年份：
1993
资助金额：
$ 28.29万
$ 28.29万
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)