ロケット実験による降着駆動型パルサーからのX線の偏光観測の実現

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2013年度は天体からのX線の偏光観測を目指し、X線の偏光が期待されるHercules (Her) X-1のX線の放射機構の調査を既存の「すざく」衛星のデータを用いて行い、4-9keVにこぶ状に広がった放射成分の存在を明らかにし、起源の検証により中性子星のごく近傍から鉄輝線が放射されている可能性を新たに示した。Her X-1は中性子星と恒星との連星系であるが、中性子星は非常に強い磁場を持ち、磁極付近を通過した光は偏光していると予想される。Her X-1からは中性子星の磁極付近やその周辺といった様々な領域から異なる機構でX線が放射されると考えられているが、起源は未決着なものが多い。全ての放射成分を合わせて見ると磁極付近からのX線の偏光の情報はなまされてしまうため、事前に放射機構を明らかにしておくことは偏光検出実現のためには極めて重要である。複数のスペクトルモデルや広帯域の観測データ用いて分光解析を行った結果、過去に報告されていた磁極からの放射や鉄輝線放射とは別に、4-9keVに広がったこぶ状の放射成分が常に必要なことを新たに示した。こぶ状成分は電離した物質による吸収成分、または幅(σ)が1keV程度に広がった鉄輝線のいずれでも再現でき、起源を検証した結果、観測時期に関わらず中性子星周辺につぶ状で電離した吸収体が存在する可能性や、光速の30%ほどで磁極に落ち込む物質からの鉄輝線放射の可能性を新たに示すことができた。4-9keVこぶ状成分の存在を明らかにしたことは、本研究の目的であるHer X-1からのX線偏光観測の実現のみならず、中性子星自体やその周辺環境を探る新たな探針を得たことになり、非常に重要な成果である。この成果は2014年4月に原著論文として出版される。