活動銀河核のX線分光観測による中心構造の解明

通过X射线光谱观测阐明活动星系核的中心结构

• 批准号: 04J02203
• 负责人: 江副 祐一郎
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Japan Aerospace Exploration Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J02203/
• 关键词: X線天文学; 活動銀河中心核; X線カロリメータ; 軽量X線光学系; MEMS技術

本研究の目的は平成17年度に宇宙航空研究開発機構宇宙科字研究本部によって打ち上けられた日本の科学衛星「すざく」に搭載された世界初のX線マイクロカロリメータXRSを用いて、巨大ブラックホールの空間構造を観測することであった。XRSを用い、ブラックホールに落ち込む物質が解放する重力エネルギーによって高温に熱せられた物質からの輝線成分とより中心のBH付近から強く放射されていると考えられる連続成分とのタイムラグを観測することで物質の分布を極めて正確に決めることができると期待された。しかし「すざく」衛星は軌道投入は無事成功したものの、XRSの冷媒である液体ヘリウムが消失したことによって、XRSが使用不可能になってしまった。そこで私はこの無念を晴らすべく、より高感度のカロリメータ検出器系の構築を、次世代X線観測衛星を目指し行って来た。私は昨年度より産総研および生産研の装置を共同で使用させて頂くことにより、TES温度計を用いたマイクロカロリメータのインハウス製作を行って来た。昨年度はインハウス化を済ませ5.9keVでのエネルギー分解能〜60eV(ベースライン〜7eV)のカロリメータを製作した。ここでベースラインとはノイズで決まる原理的に到達可能な分解能であり、実際の分解能との差はTES温度計で吸収されたX線イベントの場所依存性のためと考えられた。そこで、今年度私は大学院生らと協力し、初の金吸収体付きインハウスカロリメータを製作し、5.9keVでのエネルギー分解能4.8eV(ベースライン4.2eV)を達成した。この分解能は非分散系のX線検出器としては私の知る限り日本最高レベルと考えられる。同時にカロリメータ用の光学系として独自に開発をすすめてきた超軽量X線光学系の開発を行った。昨年度までに私は半導体微細加工技術の一つシリコンの異方性エッチングを使ってX線反射鏡を安価にしかも軽量に製作できることを世界で初めて実証した(発表(1)-2)。本年度私は大学院生と共に、初の一段型集光系の開発を行い、宇宙研の30mX線ビームラインにてファーストライトイメージを取得することに成功した。これは原理的にこの方法でX線光学系を構築できることを実証するものであり、従来よりも一桁以上軽量にX線を開発できることを示したことになる。本研究は2年連続で光学系最大の国際学会の一つSPIEの口頭発表に選ばれ、さらに多くのSPIE発表論文の中からSPIE Newsroomに招待され論文が掲載された。また、MEMSの最大の国際学会の一つTransducersにおいてもLate News論文に採択された。こうした装置開発と平行して、私は「すざく」衛星を用いた彗星のデータ解析やChandra衛星を用いた大質量星形成領域の解析を進め論文にまとめた(発表(1)-1)。

The purpose of this research is to carry out research on the first X-ray and spatial structure of the Japanese scientific satellite, the Space Science Research Center of the Aerospace Research and Development Agency in 2007. XRS is used in the determination of the distribution of substances, such as gravity, heat, radiation, and radiation. The satellite was put into orbit without success. The XRS was put into orbit without success. The construction of a high-sensitivity detection system and the next generation of X-ray detection satellites The production and research equipment of the company are jointly used for the production of TES thermometers. Last year, the production of the film was carried out at 5.9keV, with a decomposition energy of~60 eV (~7 eV). The principle of the temperature sensor is that the temperature sensor can detect the temperature of the X-ray source. This year's private university students cooperated with each other and achieved a 5.9keV decomposition energy of 4.8eV (4.2eV). This decomposition energy is the highest in Japan for X-ray detectors of non-dispersed systems. At the same time, the development of optical systems for optical applications is independent of the development of X-ray optical systems. Last year, the semiconductor microfabrication technology was first demonstrated in the world (Table (1)-2). This year, the development of a new one-stage light collector system was successfully carried out by private college students, and the 30-meter X-ray light collector system of Cosmic Research Institute was successfully obtained. The principle of X-ray optical system construction is discussed in detail. This research has been published in SPIE Newsroom for two years. MEMS is the largest international society for Transducers. The analysis of comet and Chandra satellites in the field of formation of massive stars (Table (1)-1).

项目成果

Research and developement of MEMS x-ray optics

MEMS X射线光学器件的研发

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of the SPIE 5900
• 作者: Koshiishi;Ezoe;et al.;Ezoe et al.;Ezoe et al.
• 通讯作者: Ezoe et al.

The X-Ray Observatory Suzaku

• DOI: 10.1093/pasj/59.sp1.s1
• 发表时间: 2007-01
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: K. Mitsuda;M. Bautz;Hajime Inoue;Rich Kelley;K. Koyama;H. Kunieda;K. Makishima;Y. Ogawara

A Michromachined X-ray Collector For Space Astronomy

用于空间天文学的微机械 X 射线收集器

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of Transducers'07 (Late News) (In press)
• 作者: Ezoe;et al.
• 通讯作者: et al.

Micropore X-ray optics using an isotropic wet etching of (110) silicon wafers

使用 (110) 硅片各向同性湿法蚀刻的微孔 X 射线光学器件

• 发表时间: 2006
• 期刊: Applied Optics 45
• 作者: Ezoe;et al.
• 通讯作者: et al.

Silicon Micro-pore X-ray Optics

硅微孔 X 射线光学器件

• 发表时间: 2007
• 期刊: NIM-A (In press)
• 作者: Ezoe;et al.
• 通讯作者: et al.