精密X線ドップラー分光で探るブラックホールのダイナミクス

使用精密 X 射线多普勒光谱探索黑洞动力学

• 批准号: 14079103
• 负责人: 大橋 隆哉
• 金额: $ 145.79万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14079103/
• 关键词: X線天文学; マイクロカロリメータ; 低温検出器; エネルギー分解能; 科学衛星; 超伝導遷移端出器; 宇宙観測; X線検出器; ブラックホール; 科学衛生; 超電導遷移端出器

本年度は5年計画の最終年度にあたっており、以下の通り研究を行った。1.「すざく」:2005年7月に打ち上げられたX線天文衛星「すざく」では、液体ヘリウムの消失によりXRS検出器が観測不可能となったが、機械式冷凍機の稼動、固体ネオンタンクの温度モニター、フィルターホイールの毎日の稼動を行い、今後の低温検出器の早期実現へ向けて冷却システムの技術実証を行った。「すざく」で用いられた技術は、今後X線に限らず赤外線天文衛星でも生かされるものとなる。その意味で、XRS実験は今後に生かされるものを多く残したと考えている。2.TESカロリメータの開発:将来へ向けて、多素子のTES型マイクロカロリメータの開発を精力的に進めた。最終年度であり、これまでの技術全体を投入して以下の開発を行った。1.素子製作プロセスの確立:首都大と宇宙研の装置を用いて、Ti/Au薄膜からTESカロリメータまで作り上げるプロセスが確立した。X線吸収体をつけることにより、自作のカロリメータで6keVのX線に対して4.8eVという極めて高いエネルギー分解能を得ることができた。これにより、外注することなく、早いサイクルでの検出器製作と試験が可能となった。2.クロムカリウムミョウバンを用いた断熱消磁冷凍機の製作を行った。心臓部のソルトピルが完成し、Wisconsin大学の協力により冷却実験を行い60mKを達成した。3.多入力SQUIDを用いた信号多重化方式の開発:8入力のSQUIDにフィードバックをかけることでノイズを抑制できることを実証し、低ノイズ初段アンプ及びデジタル系の開発を行った。4.カロリメータを搭載する将来ミッションとしてSpectrum Roentgen Gamma(ロシア、2011-12年打ち上げ予定)およびEDGE(ヨーロッパ,2017年予定)ミッションの検討や提案へ向けた作業を行った。

今年是五年计划的收官之年，我们开展了以下研究。 1、“朱雀”：2005年7月发射的X射线天文卫星“朱雀”上，由于液氦消失，XRS探测器变得无法观测，但机械制冷机仍在运行，固体氖槽温度监测和过滤每天运行车轮，并对冷却系统进行技术演示，以期早日实现未来的低温探测器。朱雀所使用的技术不仅将用于X射线，还将用于红外天文卫星。从这个意义上说，我相信XRS实验留下了很多可以在未来利用的东西。 2、TES量热仪的开发：展望未来，我们大力推进多元件TES型微量热仪的开发。这是该项目的最后一年，我们利用了所有现有技术来开发以下内容。 1. 器件制造工艺的建立：利用东京都立大学和ISAS的设备，我们建立了一种用Ti/Au薄膜制造TES量热计的工艺。通过添加 X 射线吸收体，我们能够使用自制的热量计获得 6 keV X 射线 4.8 eV 的极高能量分辨率。这使得在快速周期内制造和测试探测器成为可能，而无需外包。 2.利用铬钾明矾制作了绝热消磁制冷机。心盐丸完成，与威斯康星大学合作进行了降温实验，达到了60 mK的温度。 3. 使用多输入SQUID开发信号复用方法：我们证明了可以通过对8输入SQUID施加反馈来抑制噪声，并开发了低噪声第一级放大器和数字系统。 4. 已开展工作来考虑和提出包括量热计在内的未来任务，例如 Spectrum Roentgen Gamma（俄罗斯，计划于 2011-12 年发射）和 EDGE（欧洲，计划于 2017 年发射）。

项目成果

Performance of a bridge-type TES microcalorimeter, excess noise characteristics and dependence of sensitivity on current

• DOI: 10.1016/j.nima.2003.12.025
• 发表时间: 2004-05
• 期刊: Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section A-accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment
• 影响因子: 1.4
• 作者: Y. Takei;Keiichi Tanaka;R. Fujimoto;Y. Ishisaki;U. Morita;T. Morooka;T. Oshima;K. Futamoto;T. Hiroike;T. Koga;K. Mitsuda;T. Ohashi;N. Yamasaki;N. Iyomoto;T. Ichitsubo;Kosuke Sato;T. Fujimori;K. Shinozaki;S. Nakayama;K. Chinone

The X-Ray Observatory Suzaku

• DOI: 10.1093/pasj/59.sp1.s1
• 发表时间: 2007-01
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: K. Mitsuda;M. Bautz;Hajime Inoue;Rich Kelley;K. Koyama;H. Kunieda;K. Makishima;Y. Ogawara

N.Y.Yamasaki 他2名: "Chandra Observation of the Central Galaxies in the A1060 Cluster of Galaxies"Astrophys. J.. 578. 833-841 (2002)

N.Y.Yamasaki 和其他 2 人：“A1060 星系团中央星系的钱德拉观测”J.. 578. 833-841 (2002)。

A.Kushino 他4名: "Two dimensional imaging by series-connected STJs with sapphire absorber"Nucl. Instr. and Meth.. A-487. 488-493 (2002)

A. Kushino 和其他 4 人：“通过串联 STJ 与蓝宝石吸收体进行二维成像”Nucl. 和 Meth.. 488-493 (2002)。

Development of a microcalorimeter array for the Diffuse Intergalactic Oxygen Surveyor (DIOS) mission

为漫射星际氧气测量者 (DIOS) 任务开发微热量计阵列

• 发表时间: 2004
• 期刊: Optical and Infrared Detectors for Astronomy 5501
• 作者: Y.Ishisaki;T.Ohashi;et al.
• 通讯作者: et al.