極光度X線天体を通じた高光度降着円盤および巨大ブラックホール形成過程の研究

通过极亮X射线天体研究高光度吸积盘和巨型黑洞的形成过程

• 批准号: 15740119
• 负责人: 松本 浩典
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15740119/
• 关键词: ブラックホール; X線天文学; X線検出器; X線偏光検出; 中質量ブラックホール; ブラックホール形成過程; スターバースト銀河; X線CCD; X線偏光; ガスマイクロピクセルチェンバー; ブラックホール; X線天文学; X線検出器; X線偏光検出; 中質量ブラックホール; ブラックホール形成過程; スターバースト銀河; X線CCD; X線偏光; ガスマイクロピクセルチェンバー

これまでブラックホール(BH)には、太陽の10倍程度の質量の恒星質量BHと、各銀河の中心に存在する太陽質量の100万倍以上の巨大BHという2種類が存在することが知られていた。しかし我々がM82銀河に発見した極光度X線天体は、その間の中質量BHである可能性が高く、巨大BH形成過程を知る上で極めて重要な天体である。また、その極度に大きい光度をどのような物理過程で輻射しているのかも良くわかっていない。これらの謎を解明するには、高エネルギーX線領域での撮像観測が鍵を握る。2005年7月に打ち上げられた日本のX線天文衛星「すざく」は幅広いダイナミックレンジを持ち、特にX線CCDは高エネルギー側で低バックグラウンド・高検出感度・高エネルギー分解能を誇る。まさに極光度X線天体の観測に最適の衛星である。私は「すざく」のX線CCD開発者として、その性能を最大限発揮させるべく、性能評価およびキャリブレーションを行った。そして「すざく」X線CCDでTeVγ線天体HESS J1616-508の観測を行い、この天体はX線では非常に暗いことを発見した。TeVγ線で非常に明るいがX線では暗いという非常に特異な性質を持つこの天体は、粒子加速の物理過程に関する新しい情報を我々にもたらすことが期待されている。また、次期X線天文衛星NeXTには、さらに高エネルギー側の感度を向上させたX線CCDを搭載させる予定であり、私はその開発も行った。またもし極光度X線天体が本当に中質量BH周辺の降着円盤からのX線放射であるならば、一般相対論的効果によりX線が偏光することが期待される。将来のX線偏光観測を睨み、ガスマイクロピクセルチェンバーを用いたX線偏光計の開発を行い、実際にKEK Photon Factoryの放射光を用いた偏光検出実験を行い、偏光検出に成功した。

到目前为止，众所周知，有两种类型的黑洞（BH）：一个星质量BH，大约是太阳质量的10倍，而巨型BH则是每个星系中心存在的太阳质量的100万倍以上。但是，我们在M82星系中发现的主动脉X射线对象之间可能具有中等质量BH，并且对于理解形成巨型BH的过程非常重要。此外，尚不清楚什么物理过程辐射出极大的光度。高能X射线区域中的成像观测是解决这些谜团的关键。 Suzaku是一款日本X射线天文卫星，于2005年7月推出，具有广泛的动态范围，X射线CCD尤其具有低背景，高检测灵敏度和高能量分辨率的高能量方面。这确实是观察外星X射线天体的理想卫星。作为Suzaku的X射线CCD开发人员，我对性能进行了评估和校准，以最大程度地提高其性能。然后，他使用“ Suzaku” X射线CCD观察到Tev Gamma天体对象Hess J1616-508，并发现该物体在X射线上非常黑。这种天体在TEVγ射线中非常独特，但在X射线中非常独特，有望为我们带来有关粒子加速的物理过程的新信息。此外，下一个X射线天文卫星下一步计划配备X射线CCD，在高能量方面具有提高灵敏度，我还开发了它。同样，如果从中等质量BH周围的积聚磁盘上真正的X射线对象是X射线发射，则可以预计X射线将由于一般相对论效应而极化。从未来的X射线极化观察中，我们使用气体微孔室开发了X射线极性计，并实际上使用Kek Photon Factory的同步辐射进行了极化检测实验，并成功地执行了极化检测。