X-ray Observations of Sub-Relativistic Particles for the Energy Source of High Activity in the Central Region of the Milky Way Galaxy

银河系中心区高活动能量来源的亚相对论粒子X射线观测

• 批准号: 21H04493
• 负责人: 鶴 剛
• 金额: $ 26.54万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04493/
• 关键词: 天の川銀河中心領域; 拡散Ｘ線放射; フェルミバブル; XRISM衛星; X線SOIPIX; 拡散X線放射

天の川銀河中心領域(GC)から，拡がったX線プラズマの熱的活動や，GeVのフェルミバブルなどの相対論的非熱的活動が発見されている．これらの活動のエネルギー源は何であろうか？この問いに答える鍵は，熱的から非熱的への移行フェーズである準相対論的粒子にある．申請者らは最近，準相対論的粒子からの中性鉄K輝線と，硬X線帯域の非熱的制動放射を初めて検出した．さらに申請者は，準相対論的イオンの多重電離が作る中性鉄KαLi構造の精密分光から，重イオン組成を決める方法を発案した．本研究では，これらの放射成分をXRISMとNuSTARで観測し，準相対論的陽子と電子の空間分布，エネルギー総量，重イオン組成等を初めて決め，GCの高エネルギー活動のエネルギー源に制限を与える．加えて広域サーベイを可能とする広視野・高感度硬Ｘ線検出器の実現のため，独自のデジタルX線SOIPIX素子を開発する．今年度は下記の研究活動を行った．(1) 2021年度にXMM-NewtonのGCの全観測データから連続成分および，Mg, Si, S, Feの各放射輝線における広域マップを作成し，Fe-K輝線の透過幅の非常に大きい構造を検出した．今年度，この構造(G0.61+0.01)のXMM-Newtonのデータを詳細に解析するとともに，電波観測との比較を行った．その結果，G0.61+0.01は双極的な運動をするSNRである可能性が高いことを明らかにした．(2) XRISM衛星の観測計画を立案するために，Chandra衛星によって行われたGCの観測データをすべて集め，連続成分および，Mg, Si, S, Feの各放射輝線における広域マップを作成した．(3) 大型X線SOI素子「XRPIX-X」の評価を進め，過去の大型素子「XRPIX7」での課題は解決できたことを確認した．(4) デジタルX線SOIPIX素子用のADC TEGの動作を確認した．

在银河系中央区域（GC）中发现了扩大的X射线等离子体和相对论非热活动（例如GEV费米气泡）的热活动。这些活动的能源是什么？回答这个问题的关键在于Quasirelativistic颗粒，这是从热到非热的过渡阶段。申请人最近首次检测到来自Quasirelativistic颗粒的中性铁K射线，而在硬X射线带中检测到了非热的Bremsstrahlung。此外，申请人提出了一种方法，可以从quasirelativisision离子的多个电离产生的中性铁KαLI结构的精确光谱中确定重离子组成。在这项研究中，使用XRISM和NUSTAR观察到这些辐射成分，并且首次确定了准层状质子和电子的空间分布，总能量，重离子组成等，并且GC中高能量活性的能源有限。此外，为了实现广泛的视野和高灵敏度硬X射线检测器，可以进行广泛的调查，我们将开发自己的数字X射线soipix元素。今年，我们进行了以下研究活动：（1）在2021财政年度，我们为连续组件和MG，SI，S和FE辐射线创建了来自XMM-Newton GC所有观察到的数据的MG，SI，S和FE辐射线，并检测到具有Fe-K辐射线非常大的传输宽度的结构。今年，我们详细分析了XMM-Newton的数据（G0.61+0.01），并将其与无线电波观测结果进行了比较。结果，发现G0.61+0.01可能是双极SNR。 （2）为了计划Xrism卫星的观察计划，收集了Chandra卫星进行的所有GC观察数据，并为连续组件的宽区域图和MG，SI，S和FE辐射线创建了较大区域图。 （3）我们已经开始评估大型X射线SOI元素“ XRPIX-X”，并确认过去解决了大型XRPIX7元素的问题。 （4）确认了数字X射线Soipix设备的ADC TEG的操作。

项目成果

Discovery of Year-scale Time Variability from Thermal X-Ray Emission in Tycho’s Supernova Remnant

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac94cf
• 发表时间: 2022-09
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: M. Matsuda;H. Uchida;Takaaki Tanaka;H. Yamaguchi;T. Tsuru

星周物質の X 線精密分光解析による超新星残骸 RCW 103 の親星推定

利用星周物质的精确 X 射线光谱分析估算超新星遗迹 RCW 103 的母星

• 发表时间: 2023
• 作者: 成田拓仁;内田裕之;吉田敬;鶴剛(京都大学);田中孝明(甲南大学)
• 通讯作者: 田中孝明(甲南大学)

PDD構造を持つX線SOIピクセル検出器のX線応答特性評価

PDD结构X射线SOI像素探测器X射线响应特性评估

• 发表时间: 2021
• 作者: Stephen Kwong;Martha K Savage;Emily Warren-Smith;Katie Jacobs;Laura Wallace;Kimihiro Mochizuki;土居俊輝，鶴剛，武田彩希，田中孝明，他
• 通讯作者: 土居俊輝，鶴剛，武田彩希，田中孝明，他

軟X線から硬X線の広帯域を高感度で撮像分光する衛星計画 FORCE の現状 (13)

FORCE 的现状，这是一个用于从软到硬 X 射线的宽带高灵敏度成像和光谱学的卫星项目 (13)

• 发表时间: 2022
• 作者: 髙橋博之;大須賀健;川島朋尚;朝比奈雄太;内海 碧人;井上 壮大;森浩二，武田彩希，鶴剛，田中孝明，信川正順，他
• 通讯作者: 森浩二，武田彩希，鶴剛，田中孝明，信川正順，他

軟X線から硬X線の広帯域を高感度で撮像分光する衛星計画 FORCE の現状 (12)

FORCE 的现状，这是一个用于从软 X 射线到硬 X 射线的宽带高灵敏度成像和光谱学的卫星项目 (12)

• 发表时间: 2021
• 作者: Hyodo Ryuki;Genda Hidenori;森浩二，武田彩希，鶴剛，田中孝明，信川正順，他
• 通讯作者: 森浩二，武田彩希，鶴剛，田中孝明，信川正順，他