宇宙線起源解明に向けた硬X線領域での白色矮星パルサーの探査

点击翻译按钮获取中文摘要

1.強磁場白色矮星連星では、白色媛星の磁場に沿って落下して来た降着物質は強い衝撃波を介して約1億Kの高温プラズマとなり、熱的X線を放射しながら冷却し白色矮星に着陸する。このようなプラズマ流を降着柱と呼ぶ。私は現在の標準モデルで考慮されていない、単位面積当たりの降着率(α)の違いと双極子磁場の幾何学を考慮した、新しい降着柱モデルの構築に成功した。これを元に白色矮星質量とαなどを変数としたX線スペクトルモデルを構築した。これにより、降着柱からの熱的放射をこれまでにない精度で評価可能となった。実際、熱的放射が支配的である射手座V1223星と海蛇座EX星の観測に適用した結果、観測されたスペクトルを良く再現できた。このモデルではフィットから直接、白色矮星質量を求めることができ、海蛇座EX星で数十年間論争になっていた白色矮星質量の問題に決着を付けた。本研究の目的である白色矮星パルサーの探査では、微弱な非熱的放射の検出が鍵となるが、熱的放射に埋もれてしまい検出が困難である。今回構築したスペクトルモデルにより、熱的放射を高い精度で評価することで非熱的放射の有無をより高い信頼度で検証できる。2.軟X線望遠鏡はカロリーメータ検出器と共に、従来の検出器に比べて1桁以上もエネルギー分解能を改善し、熱的放射の評価精度を格段に向上させる。一方、硬X線望遠鏡は非熱的放射が卓越する10keV以上でシグナルノイズ比を2桁程度も向上させる。私はNASA/GSFCで軟X線望遠鏡の開発に参加し、結像性能の要求値である1.7分角を超える、1.1分角を達成した。シグナルノイズ比では要求性能の2.4倍を達成したことになる。硬X線望遠鏡に関しては、成膜した多層膜のX線反射率測定などを実施することで成膜状況を監視し、品質管理を行った。一方でX線望遠鏡に対し、打ち上げの際の振動に耐え得るかなどの試験も行っている。