高感度スペースガンマ線検出器によるブラックホールからの非熱的放射の解明

使用高灵敏度空间伽马射线探测器阐明黑洞的非热辐射

• 批准号: 04J11353
• 负责人: 田中 孝明
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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-04J11353/
• 关键词: X線天文学; ガンマ線天文学; X線検出器; ガンマ線検出器; 半導体検出器; すざく衛星; ブラックホール; 超新星残骸; コンプトンカメラ; CdTe検出器

すざく衛星搭載の硬X線検出器(HXD)を用いてブラックホールを含めた様々な天体からの非熱的放射を解明するには、検出器の軌道上較正が重要となる。そこで、私はHXDの主検出器である計64個のシリコン検出器のエネルギー較正と応答関数の構築を行なった。エネルギー較正においては、HXDの検出器内部で発生する蛍光X線によるイベントを工夫して抽出し、その輝線構造をエネルギーの指標とすることで、打ち上げ以来の課題となっていた軌道上でのエネルギー較正を正確に行なうことができた。応答関数は、検出器によって得られた生のスペクトルを、天体からの放射スペクトルに戻すために必要不可欠なものである。私は、較正天体の観測データとモンテカルロシミュレータによるデータを比較しながら、シミュレータ内でのシリコン検出器の空乏層の厚さなどを最適化することで、観測データを高い精度で再現した。そして、シミュレータの出力をもとに応答関数を作製した。私が行なったエネルギー較正の結果や作製した応答関数は、世界の研究者に配布されデータ解析に用いられている。軌道上較正の後、ブラックホールをはじめとする天体の観測データの解析を行なった。上記の較正によって、さまざまな天体の非熱的放射のパラメータを正確に求めることができた。特に超新星残骸RX J1713.7-3946に関しては、超新星残骸のあらゆる位置から40keV付近にまで伸びる非熱的放射を検出し、その放射にカットオフがあることを明確に示すことに成功した。さらに、すざく衛星による結果と電波・TeVガンマ線のデータを組み合わせることで、この超新星残骸で起こっていると考えられる宇宙線加速の理解を進めることができた。次世代の高感度観測を目指したコンプトンカメラの開発については、気球搭載用検出器のセンサー部分をほぼ完成させ、天体観測実現の目処をつけた。

す ざ く satellite の hard X-ray 検 extractor (HXD) を い て ブ ラ ッ ク ホ ー ル を containing め た others 々 な celestial か ら の non thermal radiation を interpret す る に は, 検 extractor の orbit than are important と が な る. そ こ で, private は HXD の main 検 extractor で あ る meter 64 の シ リ コ ン 検 extractor の エ ネ ル ギ ー calibration と 応 line a number of masato の build を な っ た. エ ネ ル ギ ー calibration に お い て は, HXD の 検 extractor internal で 発 raw す る 蛍 X-ray light に よ る イ ベ ン ト を time し て spare し, そ の fai line structure を エ ネ ル ギ ー の index と す る こ と で, dozen ち since げ の subject と な っ て い た orbit で の エ ネ ル ギ ー a line is を に correctly な う こ と が で き た. 応 answer masato は, 検 extractor に よ っ て have ら れ た raw の ス ペ ク ト ル を, celestial か ら の radiation ス ペ ク ト ル に 戻 す た め に need not owe な も の で あ る. Private は, more objects is の 観 measuring デ ー タ と モ ン テ カ ル ロ シ ミ ュ レ ー タ に よ る デ ー タ を compare し な が ら, シ ミ ュ レ ー タ within で の シ リ コ ン 検 extractor の depletion layer thick の さ な ど を optimization す る こ と で, 観 デ ー タ を high precision い で reappearance し た. そ し て, シ ミ ュ レ ー タ の output を も と に 応 a number of masato を cropping し た. Private line が な っ た エ ネ ル ギ ー is の results や cropping し た 応 researchers a number of masato は, の world に with cloth さ れ デ ー タ parsing に with い ら れ て い る. Orbit is, after is の ブ ラ ッ ク ホ ー ル を は じ め と す る celestial の 観 measuring デ ー タ の parsing line を な っ た. The above record indicates that <s:1> correct によって, さまざまな the <s:1> non-thermal radiation of celestial bodies <e:1> パラメ タを タを correct に find める める とがで た た た た た た た た た た Special に supernova remnant RX J1713.7-3946 に masato し て は, supernova remnant の あ ら ゆ る position か ら pay nearly 40 kev に ま で stretch び る non thermal radiation を 検 し, そ の radiation に カ ッ ト オ フ が あ る こ と を に clearly shown す こ と に successful し た. さ ら に, す ざ く satellite に よ る results と waves, TeV ガ ン マ line の デ ー タ を group み close わ せ る こ と で, こ の supernova remnant で up こ っ て い る と exam え ら れ る cosmic ray acceleration の understand を into め る こ と が で き た. Nextgen の Gao Gan degrees 観 を measurement refers し た コ ン プ ト ン カ メ ラ の open 発 に つ い て は, 気 ball carry with 検 extractor の セ ン サ ー part を ほ ぼ complete さ せ, celestial 観 be presently の mesh 処 を つ け た.

项目成果

Development of a Si/CdTe semiconductor Compton telescope

Si/CdTe半导体康普顿望远镜的研制

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proceedings of SPIE 5501
• 作者: Takaaki Tanaka;他
• 通讯作者: 他

Recent Results from a Si/CdTe semiconductor Compton Telescope

Si/CdTe 半导体康普顿望远镜的最新结果

• 发表时间: 2006
• 期刊: Nuclear Instruments and Methods A 568
• 作者: Tanaka;Watanabe;et al.
• 通讯作者: et al.

Spectral Evolution of a Luminous Compact X-Ray Source In NGC 253 with Chandra and XMM-Newton

使用 Chandra 和 XMM-Newton 进行 NGC 253 中发光紧凑型 X 射线源的光谱演化

• 发表时间: 2005
• 期刊: Publication of the Astronomical Society of Japan 57・3
• 作者: Z.Fraenkel;T.Gunji et al.;Takaaki Tanaka他;Takaaki Tanaka 他;Takaaki Tanaka 他
• 通讯作者: Takaaki Tanaka 他