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．

The Milky Way Central Field (GC) of the sky is divided into two parts, namely, X-ray radiation, thermal radiation, GeV radiation, and non-thermal radiation. What is the source of this activity? The answer to this question is: hot particles, non-hot particles, quasi-phase particles The applicant has recently submitted a quasi-phase theory of particles, neutral iron K rays, hard X-ray bands and non-thermal braking radiation. In this paper, the author proposes a method for determining the composition of quasi-phase-related ions by multiple ionization of neutral iron KαLi structure. In this study, XRISM and NuSTAR are used to measure the emission components of GC. The spatial distribution of positrons and electrons in quasi-phase theory, the concentration of GC, the composition of GC, etc. are initially determined. Increase the field of vision, high-sensitivity hard X-ray detector implementation, independent X-ray SOIPIX element development. This year's research activities are recorded. (1)In 2021, XMM-Newton GC's total measurement data changed the composition, Mg, Si, S, Fe emission range, Fe-K emission transmission amplitude and very large structure were found. This year, the structure (G0.61+0.01) of XMM-Newton is analyzed in detail, and the comparison of radio wave measurements is carried out. As a result, G0.61+0.01 is the highest SNR for bipolar motion. (2)The XRISM satellite's measurement program was launched in 2008. The satellite's measurement data set was composed of Mg, Si, S, Fe and other radioactive components. (3)The evaluation of large X-ray SOI element "XRPIX-X" has been advanced, and the problem of large X-ray SOI element "XRPIX7" in the past has been solved. (4)The operation of ADC TEG for X-ray SOIPIX element is confirmed.

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)

SOI 技術を用いた新型X線撮像分光器の開発 57 : PDD 構造を持つ大面積X線 SOI-CMOS 検出器 XRPIX の性能評価

采用SOI技术开发新型X射线成像光谱仪57：PDD结构的大面积X射线SOI-CMOS探测器XRPIX的性能评估

• 发表时间: 2023
• 作者: 泉大輔;森浩二;武田彩希;西岡祐介;行元雅貴;石田辰徳;岩切卯月;川島陸斗;眞方恒陽 (宮崎大学);鶴 剛 他
• 通讯作者: 鶴 剛 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