低質量X線連星コロナの構造解明と、高角度分解能X線望遠鏡に向けた反射膜製法の確立

阐明低质量X射线双星日冕结构并建立高角分辨率X射线望远镜反射膜制造方法

• 批准号: 17J11471
• 负责人: 佐治 重孝
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J11471/
• 关键词: Ｘ線天文学; 超新星残骸; 低エネルギー宇宙線; すざく衛星; X線望遠鏡

観測的研究では、当初は低質量X線連星系の研究を行う目的で、すざく衛星による天の川銀河面のX線サーベイ観測データの解析に着手した。しかしその過程で、いくつかの超新星残骸から、弱いながらも中性鉄の特性X線が発生していることを見出した。中性鉄のX線放出は、非熱的な過程の動かぬ証拠でり、その過程自身、物理的に興味深い。そこで、超新星残骸の中性鉄輝線の起源解明に狙いを定め、熱的なプラズマのない超新星残骸のサンプルを選びだし、詳細な解析を行った。その結果、3つの超新星残骸(G304.6-0.1、G323.7-1.0、G346.6-0.2)から空間的に広がった中世鉄の特性X線を3σ以上の有意度で検出した。そしてその等価幅から、中性鉄の特性X線は、MeV程度のエネルギーをもった陽子による電離が起源であることを明らかにした。これは、従来観測が困難だったMeV程度の低エネルギー宇宙線をプローブする新しい手段であることを意味し、学術的にも意義深い。これらの結果について、日本天文学会春季年会(2018年3月)や高エネルギー宇宙物理学連絡会の研究会(2018年3月)にて報告した。また、博士論文および査読付き学術誌への投稿論文としてまとめ、いずれも受理された。装置開発では、15秒角の高角度分解能の硬Ｘ線望遠鏡の開発を目指し、シリコン基板への多層膜の成膜を行った。研究室現有の成膜装置に新たにステージを組み込み、反射鏡(円筒の一部を切り出した形状)の内面へ成膜する方法を確立した。大型放射光施設SPring-8にてX線の反射プロファイルを測定した結果、角度分解能15秒角を十分にクリアすることを明らかにした。

在观测研究中，我们最初开始分析朱雀卫星对银河系进行的X射线巡天数据，目的是研究低质量X射线双星系统。然而，在此过程中，他们发现一些超新星遗迹发出微弱但具有特征的中性铁X射线。中性铁的 X 射线发射是非热过程的有力证据，其本身在物理上很有趣。因此，为了阐明超新星遗迹中中性铁发射线的起源，我们选择了没有热等离子体的超新星遗迹样本并进行了详细的分析。结果，我们从三个超新星遗迹（G304.6-0.1、G323.7-1.0 和 G346.6-0.2）中检测到中世纪铁的空间扩散特征 X 射线，其显着性水平为 3σ 或更高。从等效宽度可知，中性铁的特征X射线来源于能量为MeV量级的质子的电离。这是探测传统上难以观测的MeV量级低能宇宙线的新手段，具有学术意义。这些结果在日本天文学会春季年会（2018 年 3 月）和高能天体物理学协调会议（2018 年 3 月）上报告。此外，我将其编译成一篇博士论文和一篇论文提交给同行评审的学术期刊，两篇论文都被接受了。在设备开发中，在硅基板上沉积多层薄膜，目的是开发具有15弧秒高角分辨率的硬X射线望远镜。通过在实验室现有的成膜设备中加入新的平台，我们建立了一种在反射镜的内表面（切出的圆柱体的一部分）上成膜的方法。在大型同步加速器SPring-8中测定X射线反射剖面的结果表明，角分辨率充分超过15角秒。

项目成果

超新星残骸 G323.7－1.0 における 6.4 keV 鉄輝線と低温プラズマの発見

超新星遗迹G323.7-1.0中发现6.4 keV铁发射线和低温等离子体

• 发表时间: 2018
• 作者: 佐治重孝; 松本浩典; 信川正順; 信川久実子; 山内茂雄; 内山秀樹; 小山勝二
• 通讯作者: 小山勝二

Discovery of 6.4 keV line and soft X-ray emissions from G323.7-1.0 with Suzaku

使用朱雀发现 G323.7-1.0 的 6.4 keV 谱线和软 X 射线发射

• DOI: 10.1093/pasj/psx158
• 发表时间: 2018
• 影响因子: 2.3
• 作者: Saji; Shigetaka;Matsumoto; Hironori;Nobukawa; Masayoshi;Nobukawa; Kumiko K.;Uchiyama; Hideki;Yamauchi; Shigeo;Koyama; Katsuji
• 通讯作者: Katsuji