Astro-E2衛星で解明する銀河団の非熱的現象(宇宙最大の加速器に迫る)

私の研究主題は、銀河団規模での粒子加速現象を解明するために、宇宙X線観測衛星「すざく」を用いて、加速電子からの非熱的硬X線放射を検出することである。この信号はとても微弱で、感度ぎりぎりの検出になると予想されるため、「すざく」の性能を極限まで引き出せるよう。製作、運用、較正に参加してきた。「すざく」搭載の硬X線検出器(HXD)は、モデル化したバックグラウンドを実データから差し引き、天体信号を抽出するため、感度を高めるにはモデル精度を上げる必要がある。そこでバッググラウンドの起源を理解するために、モンテカルロ法を駆使し、様々な宇宙放射線を「すざく」マスモデルに照射して、HXDの応答をシミュレートした。その結果、バックグラウンドには大気からの高速中性子の寄与が大きく、HXDには硬X線だけでなく中性子にも高い感度があることがわかった。軌道上では大気中性子以外にも、太陽フレアに伴って放出される中性子の存在が示唆されてきた。そこで太陽フレアにおける粒子加速の新たな観測として、HXDが利用できないか調べた。その結果、地上中性子モニタに比べて、HXDは100MeV以下の中性子に優れた感度を持つことがわかった。打上げから今までは太陽活動が極小だったため、HXDはフレア中性子有意に検出していない。しかしこれから太陽活動は活発になり、巨大フレアが頻繁に起きると期待できるため、HXDはフレア中性子を検出するはずである。HXDの較正と平行して、「すざく」で観測した銀河団のデータ解析も行っており、3つのリラックスした近傍銀河団から、硬X線信号を有意に検出した。しかし、これらの信号は従来の銀河団プラズマからの熱的制動放射モデルを、硬X線帯まで伸ばすことで説明でき、そこから非熱的放射強度を厳しい制限で決定した。これにより、解析した銀河団では加速現象は活発には起きていないことを明らかにした。

私の研究主題は、銀河団規模での粒子加速現象を解明するために、宇宙X線観測衛星「すざく」を用いて、加速電子からの非熱的硬X線放射を検出することである。この信号はとても微弱で、感度ぎりぎりの検出になると予想されるため、「すざく」の性能を極限まで引き出せるよう。製作、運用、較正に参加してきた。「すざく」搭載の硬X線検出器(HXD)は、モデル化したバックグラウンドを実データから差し引き、天体信号を抽出するため、感度を高めるにはモデル精度を上げる必要がある。そこでバッググラウンドの起源を理解するために、モンテカルロ法を駆使し、様々な宇宙放射線を「すざく」マスモデルに照射して、HXDの応答をシミュレートした。その結果、バックグラウンドには大気からの高速中性子の寄与が大きく、HXDには硬X線だけでなく中性子にも高い感度があることがわかった。軌道上では大気中性子以外にも、太陽フレアに伴って放出される中性子の存在が示唆されてきた。そこで太陽フレアにおける粒子加速の新たな観測として、HXDが利用できないか調べた。その結果、地上中性子モニタに比べて、HXDは100MeV以下の中性子に優れた感度を持つことがわかった。打上げから今までは太陽活動が極小だったため、HXDはフレア中性子有意に検出していない。しかしこれから太陽活動は活発になり、巨大フレアが頻繁に起きると期待できるため、HXDはフレア中性子を検出するはずである。HXDの較正と平行して、「すざく」で観測した銀河団のデータ解析も行っており、3つのリラックスした近傍銀河団から、硬X線信号を有意に検出した。しかし、これらの信号は従来の銀河団プラズマからの熱的制動放射モデルを、硬X線帯まで伸ばすことで説明でき、そこから非熱的放射強度を厳しい制限で決定した。これにより、解析した銀河団では加速現象は活発には起きていないことを明らかにした。