Determination of M - R relation for X-ray Isolated Neutron Stars with keV - X-ray excess

keV-X射线过量的X射线孤立中子星M-R关系的测定

基本信息

批准号：
18J20523
负责人：
米山友景
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Osaka University
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 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J20523/
关键词：
X線天文学中性子星半導体検出器 XRISM

项目摘要

昨年度は、本研究の主たる対象である単独中性子星、RX J1856.5-3754(J1856)について、ISS搭載のX線望遠鏡 “Neutron star Interior Composition ExploreR” (NICER) による合計 200キロ秒の観測を行った。この観測データについて、較正の不定性も含めた詳細なスペクトル/タイミング解析を行った。結果、これまで知られていなかったスペクトル中の吸収線を発見した。この吸収線の起源は陽子によるサイクロトロン共鳴散乱と考えられ、吸収線の波長から磁場を求められる。また、中性子星の磁場は自転パラメータからも求められる。報告者は、吸収線と自転の二つの方法で求めた磁場の差から磁場の幾何学を制限する方法を発案し、J1856とこれまでに解析した他の単独中性子星に対して適用した。結果、従来は難しいとされていた中性子星の自転軸と磁軸のずれを初めて系統的に制限した。また、J1856の自転周期は従来7.055秒であるとされていたが、実際は14.11秒である可能性を示唆した。さらに、J1856を含む単独中性子星7天体について、星表面に温度勾配が存在することを発見した。その起源は、他の中性子星種族と比較することで、強磁場による表層の熱伝導率の非等方性に由来することを示した。以上の内容は報告者の博士論文として出版した。しかし、令和3年5月3日現在、DOI等の付与はまだ行われていない。更に、日本の次期天文衛星であるX線分光撮像衛星(XRISM)搭載の軟X線撮像システム”Xtend”の検出器開発に携わり、CCD素子のフライトモデル品選定及び地上較正実験を主導した。その内容は論文2編として出版した。

去年，我们使用X射线望远镜“中子星内部成分ExploreR”对本次研究的主要目标单中子星RX J1856.5-3754（J1856）进行了总计200公里的观测（ NICER）登上国际空间站。我们对该观测数据进行了详细的光谱/时间分析，包括校准的不确定性。结果，他们在光谱中发现了一条以前未知的吸收线。该吸收线的起源被认为是质子的回旋共振散射，并且可以根据吸收线的波长确定磁场。中子星的磁场也可以根据其旋转参数来确定。作者设计了一种方法，通过吸收线和旋转两种方法确定的磁场之间的差异来限制磁场的几何形状，并将其应用于 J1856 和迄今为止分析的其他单中子星。结果，他们首次能够系统地限制中子星旋转轴和磁轴之间的错位，这在以前被认为是困难的。另外，J1856的自转周期此前被认为是7.055秒，但有人提出实际上可能是14.11秒。此外，他们发现包括 J1856 在内的七个单中子星物体的表面具有温度梯度。通过将其与其他中子星物种进行比较，我们发现其起源源于强磁场导致的表面层热导率的各向异性。以上内容作为记者的博士论文发表。但截至2021年5月3日，尚未获得DOI等。此外，他还参与了日本下一代天文卫星X射线光谱成像卫星（XRISM）上的软X射线成像系统“Xtend”探测器的开发，并主导了飞行模型产品和地面的选型。 CCD元件的标定实验。内容以两篇论文形式发表。