Ｘ線偏光観測に向けた超小型衛星ＣｕｂｅＳａｔの開発

X射线偏振观测微型卫星CubeSat的研制

• 批准号: 17J40001
• 负责人: 早藤 麻美
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J40001/
• 关键词: X線天文学; X線宇宙物理学; X線偏光; TPC

本研究は、超小型衛星 CubeSat を利用し、NASAで進行中 (2021年打ち上げ予定) のX線偏光観測を目的とした衛星プロジェクト (IXPE) と相補的なX線偏光観測を行うことを最終目的としている。IXPE は 2－10 keVの帯域において数十天体の観測を予定しているが、本研究は、フラックスは小さくとも依然として偏光観測の科学的重要度の高い10－30 keVにおいて、単一天体の長時間観測により偏光検出を目指す計画である。前年度までに、小型化したTime Projection Chamber (TPC) 型偏光計を制作した。平成31 (令和元年) 度は、前年度までに制作した軽量TPC偏光計における、高偏光度の放射光を用いた偏光測定能力の検証が目標であった。そこで、高エネルギー加速器研究機構の放射光実験施設 (KEK-PF) おいて、制作した偏光計の性能評価試験を行なった。この偏光計の偏光測定方法は、入射X線の偏光角と偏光度に依存する、X線が光電吸収を受けた際の光電子の放出角分布 (モジュレーションカーブ) を測定することである。放射光を用いた試験内容は、X線の偏光方向に対し検出器を45, -45°に傾け、それぞれの角度でモジュレーションカーブを取得することによる偏光計測定 (エネルギーは16, 14, 12 keV) であった。測定された偏光計の性能を表すモジュレーションファクターは~45%、また無偏光X線に対する角度応答は十分にフラットであることも確認され、将来的な天体観測へ向けて十分な性能を持つことを初めて実証することができた。さらに今回得られた結果は、光電子のイメージ解析方法を詰めることでさらなる向上が見込めると考えている。

这项研究的最终目的是使用微卫星立方体进行X射线极化观测值，该观测值是针对NASA目前正在进行的X射线极化观测值的卫星项目（IXPE）（计划于2021年推出）。 IXPE计划在2-10 KEV的带中观察数十个天体，但该研究旨在通过对10-30 KeV的单个天体的长期观察来检测极化，尽管磁通量很小，但在科学上仍然很重要。到上一年，我们创建了一个微型的时间投影室（TPC）偏光仪。 2019年评级的目的是验证使用高极化辐射到上一年产生的轻质TPC极化器的极化测量能力。因此，在美国国家高能加速器研究所（KEK-PF）生产的偏振仪上进行了绩效评估测试。极化计的极化测量方法涉及测量当X射线经历光电吸收时光电子的发射角分布（调制曲线），具体取决于入射X射线的极化角度和极化程度。使用同步加速器辐射的测试是偏振仪测量值（能量16、14、12 keV），以45，-45°倾斜X射线偏振方向并在每个角度获得调制曲线。代表偏光仪性能的调制因子被证实为〜45％，对非偏光X射线的角度反应足够平坦，这首先证明它具有足够的性能来供将来的天文观测。此外，通过提供分析光电子图像的方法，预计这次获得的结果将进一步改善。

项目成果

硬X線集光偏光計X-Calibur気球実験の2018年フライトと将来計画

硬X射线聚光旋光仪X-Calibur气球实验2018年飞行及未来计划

• 发表时间: 2019
• 作者: 高橋弘充 他 （含 粟木久光;松本浩典）
• 通讯作者: 松本浩典）

高エネルギーX線の偏光を検出する Time Projection Chamber 型偏光計の開発

开发出检测高能X射线偏振的时间投影室型旋光计

• 发表时间: 2019
• 作者: Hiroaki Morohashi;Masayuki Imai;Taro Toyota;Tadashi Takayanagi;Kentaro Miuchi;大久保美穂
• 通讯作者: 大久保美穂

X線偏光観測衛星 IXPE

X射线偏振观测卫星IXPE

• 发表时间: 2022
• 作者: Saito Keiji;Hongo Masaru;Dhar Abhishek;Sasa Shin-ichi;Shoichi Ogio;玉川 徹
• 通讯作者: 玉川 徹

IXPE衛星搭載用GEMの製作と性能評価

IXPE卫星GEM的制作及性能评估

• 发表时间: 2018
• 作者: Erotokritou Kleanthis;Heath Robert M;Taylor Gregor G;Tian Cheng;Banerjee Archan;Casaburi Alessandro;Natarajan Chandra M;Miki Shigehito;Terai Hirotaka;Hadfield Robert H;D. Loss;豊田真之，佐久間由香，今井正幸;那須譲治;内山慶祐
• 通讯作者: 内山慶祐

NASA Goddard Space Flight Center/NASA Marshall Space Flight Center(米国)

NASA 戈达德太空飞行中心/NASA 马歇尔太空飞行中心（美国）