高感度の硬X線観測で探るブラックホールへの物質流入

使用高灵敏度硬 X 射线观测探索物质流入黑洞的情况

• 批准号: 14079201
• 负责人: 牧島 一夫
• 金额: $ 68.16万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for 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-14079201/
• 关键词: ブラックホール; 大気圏外観測; 硬X線・ガンマ線; 放射線検出器; 科学衛星; 「すざく」衛星; 活動銀河核; ガンマ線バースト; 結晶シンチレータ; 半導体検出器; 低バックグラウンド

本年度は、2005年7月に打ち上げられた「すざく」衛星を用いた観測的研究を中心に据え、以下のような研究を行った。これにより、本計画研究の目的を十分に達成することができた。1.昨年度に引き続き、「すざく」搭載硬X線検出器(HXD-II)の軌道上較正を進め、バックグラウンド数値モデルの精度を向上するとともに、時刻づけ精度などを検証した。2.「すざく」・CCDカメラで、近傍銀河の超大光度X線天体(ULX)のスペクトルを詳しく観測するとともに、HXD-IIでは世界で初めて、M82銀河にあるULXから10keV以上での硬X線信号の検出に成功した。これらの結果から、ULXが中質量ブラックホールである証拠を強めた。3.「すざく」HXD-IIを用い、ハード状態にある複数の銀河系内ブラックホール連星を比較観測した結果、降着円盤を見る角度の違いにより、コンプトン散乱の光学的厚みが系統的に異なることを発見した。これは30年来の謎だった、高温コンプトン雲の幾何形状に、重要な手掛かりを与える結果である。4.強く吸収された活動銀河核NGC 4945のHXD-IIスペクトルと時間変動を詳しく解析することで、この巨大ブラックホールに落ち込む物質は、これまで考えられていたような「太いトーラス」ではなく,薄くて歪んだ円盤の形状をもつという新しい可能性を突き止めた。5.理研の運用するHETE-2衛星や、アメリカのSwift衛星などと共同して、「すざく」HXD装置のシールド部を用いたガンマ線バーストの観測的研究を推進するとともに、光学望遠鏡を用いたバースト残光の探査を進めた。6.「すざく」の後継のNeXT衛星(2012年頃の打ち上げを想定して提案中)に向け、撮像型ガンマ線装置などの基礎開発を続行した。

今年，我们专注于使用Suzaku卫星进行的观察研究，该研究于2005年7月推出，并进行了以下研究：这使该项目的目标得以完全实现。 1。从去年开始，我们继续对“ Suzaku”硬X射线检测器（HXD-II）进行内部校准，以提高背景数值模型的准确性，并验证时间表的准确性。 2。使用Suzaku CCD摄像头，我们仔细观察了附近星系中超光的X射线对象（ULX）的光谱，在世界上，HXD-II第一次能够检测到M82 Galaxy中ULX的10 Kev或更高版本的硬X射线信号。这些结果增强了ULX是中等质量黑洞的证据。 3。使用“ Suzaku” HXD-II，我们在坚硬的状态下比较并观察到多个阿马乳内黑洞二元恒星，并发现康普顿散射的光学厚度由于观看积聚磁盘的角度的差异而系统地不同。这是一个为高温康普顿云的几何形状提供重要线索的结果，这已经是一个谜团了30年。 4。通过密切分析强烈吸收的活跃银河核NGC 4945的HXD-II光谱和时间变化，我们发现了一种新的可能性，即落入这个巨大的黑洞中具有薄而扭曲的磁盘的形状，而不是先前认为的“厚圆圆环”。 5。与Riken和Swift卫星在美国运营的Hete-2卫星合作，他们使用Suzaku HXD设备的屏蔽部分促进了对伽马射线爆发的观察性研究，并使用光学望远镜进行了爆发余潮的探索。 6。该公司继续为Suzaku的继任者提供成像伽马设备和其他设备的基本开发（目前是在2012年左右发布的）。

项目成果

In-Orbit Performance of the Hard X-Ray Detector on Board Suzaku

• DOI: 10.1093/pasj/59.sp1.s53
• 发表时间: 2006-11
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: M. Kokubun;K. Makishima;T. Takahashi;T. Murakami;M. Tashiro;Y. Fukazawa;T. Kamae;G. Madejski

H.Xu, S.Kahn, J.Peterson, E.Behar, F.Paerels, R.Mushotzky, G.Jernigan, A.Brinkman, K.Makishima: "High-Resolution Observations of the Elliptical Galaxy NGC 4636 with the Reflection Grating Spectrometer on Board XMM-Newton"Astrophysical Journal. Vol.579. 60

H.Xu、S.Kahn、J.Peterson、E.Behar、F.Paerels、R.Mushotzky、G.Jernigan、A.Brinkman、K.Makishima：“利用反射对椭圆星系 NGC 4636 进行高分辨率观测

On the Temperature Profile of Radiatively Efficient Geometrically Thin Disks in Black Hole Binaries with the ASCA GIS

• DOI: 10.1086/432900
• 发表时间: 2005-05
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: A. Kubota;K. Ebisawa;K. Makishima;K. Nakazawa

Detailed Spectral Study of an Ultra-Luminous Compact X-Ray Source, M81 X-9, in the Disk-Dominated State

超发光紧凑型 X 射线源 M81 X-9 在圆盘主导状态下的详细光谱研究

• 发表时间: 2006
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan 58
• 作者: Tsunoda;N.;Kubota;A.;Namiki;M.;Sugiho;M.;Kawabata;K.;Makishima;K.
• 通讯作者: K.

Development and qualification of the HXD-II onboard Astro-E2

Astro-E2 上 HXD-II 的开发和鉴定

• 发表时间: 2004
• 期刊: SPIE 5501
• 作者: M.Kawaharada;D.Yonetoku;et al.
• 通讯作者: et al.