Ｘ線観測で明らかにする磁気駆動型の中性子星の統一的描像

X射线观测揭示的磁驱动中子星的统一图片

基本信息

批准号：
15J11241
负责人：
村上浩章
金额：
$ 1.09万
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：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、マグネターに代表されるような、磁気エネルギーを解放することで輝いていると考えられる天体について、その磁場構造の解明を目指して研究を行っている。昨年度は、マグネター4U 0142+61の硬X線が見せる位相変調に着目し、その振幅が2007年から2013年にかけて変化していることを突き止めた。このような位相変調は、強力な内部磁場によってレモン型に歪んだ星が自由歳差運動した結果、自転周期と歳差周期の「うなり」によって引き起こされたと解釈される。しかし、振幅の変化が何に依存しているかは必ずしも明らかでなく、その理解のためには物理的な放射モデルを構築する必要があった。そこで本年度は、自由歳差運動するマグネターからの放射の時間変化を数理的に計算し、また代表的な場合については解析解を求めることで、パルスの位相変調パターンのモデリングを行った。その結果、位相変調のプロファイルが、星の変形度や放射の傾き、自転軸と歳差軸のなす角などに依存して変化することが明らかとなった。このモデルを用いると、4U 0142+61で見られた振幅の変化は、硬X線の放射方向が極から赤道に向かって移動したことに対応すると考えられる。また、自転軸と歳差軸のなす角について、比較的大きな値（> 45度）である可能性が高いという示唆が得られた。これらは、放射方向や自転軸の傾きを定量的に推定する世界初のアプローチであり、マグネターの硬X線放射機構や磁場構造の解明につながると期待される。研究のさらなる発展を見込み、開発に携わってきた「ひとみ」衛星は、2016年2月に打ち上げられたが、同3月にトラブルにより通信不能に陥った後、同4月に運用停止が決定された。このため本年度は、検出器が稼働していた約1ヶ月間に取得されたデータを活用し、搭載検出器の性能評価を進め、サイエンス成果の創出に貢献した。

在这项研究中，我们正在进行研究，其目的是通过释放磁能（例如磁储物）来发光的老年人的目的，目的是阐明磁场结构。去年，我们专注于Magnetor 4U 0142+61的硬X射线所示的相位调制，发现其幅度从2007年到2013年发生了变化。这种相位调制被解释为由于强大的内部磁力而导致的柠檬形恒星的自由疗法，这是由旋转和进动周期的“旋转”和进动周期引起的。但是，并不总是清楚振幅变化取决于什么，并且要理解这一点是有必要构建物理辐射模型的。因此，今年，我们通过数学计算自由进动磁体的辐射时间变化来建模脉冲的相位调制模式，并且在典型情况下，获得了分析溶液。结果，发现相位调制的轮廓根据恒星的变形，辐射的倾斜度以及由旋转轴和降水轴形成的角度变化。使用此模型，认为在4U 0142+61处看到的幅度变化与硬X射线从极点到赤道的径向运动的运动相对应。此外，建议在旋转轴和降水轴之间形成的角度可能相对较大（> 45度）。这些是世界上第一个定量估计旋转轴的径向方向和倾斜的方法，并有望导致磁铁店的硬X射线发射机理和磁场结构阐明。 2016年2月推出了随着进一步发展的期望，曾参与了这一开发的Hitomi卫星，但由于3月份出现问题，它无法沟通后，决定于4月暂停运营。因此，今年，我们利用了在检测器运行的大约一个月内获得的数据，并对已安装的探测器进行了绩效评估，这有助于创建科学结果。