「暗黒加速器」のX線観測と衛星用X線CCDカメラの開発で探る銀河系内宇宙線起源

通过“暗加速器”的X射线观测和卫星X射线CCD相机的发展，探索银河系中宇宙射线的起源

• 批准号: 11J09676
• 负责人: 藤永 貴久
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J09676/
• 关键词: 高エネルギー宇宙物理学; X線天文学; 銀河宇宙線; パルサー星雲; X線CCDカメラ; ASTRO-H衛星

宇宙空間には宇宙線という陽子や電子などから構成される粒子が飛び交っている。銀河系内では最大10^<15>電子ボルトまで加速されていると考えられている。近年、超高エネルギー(VHE)ガンマ線観測技術が進歩し、銀河系内で新たな天体が多数発見された。VHEガンマ線は10^<12>電子ボルトより高いエネルギーの粒子から放射されることが知られており、宇宙線加速天体である可能性が示唆される。しかし、VHEガンマ線は陽子、電子いずれからも放射され、その判別は現在のところX線観測が最も有効な手段である。陽子はX線で明るい放射過程がないため、VHEガンマ線以外のエネルギーで暗い「暗黒加速器」が見つかれば陽子加速の証拠を捉えたことになると目され、世界中のX線衛星で追観測が行われている。その一方、「暗黒加速器」は実は年老いたパルサー星雲という電子の加速器で説明ができるという考えもある。VHEガンマ線を担う電子と、X線を担う電子はエネルギーが異なり、X線を出すような高いエネルギーの電子が失われてしまうと「暗黒加速器」としてVHEガンマ線のみで天体が検出されてしまうためである。そこで、本年度は「暗黒加速器」はパルサー星雲と考えて矛盾ないかどうか、パルサー星雲の系統的解析を試みた。その結果、VHEガンマ線とX線の放射領域の違いを考慮すると、観測的に得られた光子スペクトルは各々の領域で電子の最高エネルギーが異なる新たなモデルで説明ができることがわかった。これは、VHEガンマ線を担う電子とX線を担う電子が異なる集団であることを意味しており、X線を担う電子の方が一般的に寿命は短く、「暗黒加速器」は実は年老いたパルサー星雲で説明できる可能性が高まった。この結果は自身の博士論文としてまとめた。さらに、2014年打ち上げ予定のASTRO-H衛星にはX線CCDカメラSXI(Soft X-ray Imager)の開発も行った。SXIは視野が広く、大規模な構造をもつVHEガンマ線天体を一度の観測で捉えられる上、CCDの技術革新により低いエネルギーのX線も検出することが可能となる。本年度は設計・製造された読み出し回路の第一次試作を動作実証と、CCD素子の性能評価を行った昨年度より継続して行った。

In space, there are many cosmic rays and electrons, and the electrons are transformed into particles and particles. The maximum in the river system is 10 ^ & lt;15> computers are required to accelerate the speed up of the galaxy. In recent years, the technology of VHE has been improved, and most of the new celestial bodies in the river system have been seen. VHE and lt;12> computers show that the possibility of a cosmic ray accelerating celestial bodies is instigated by the possibility that particles are radioactive. It is determined that the most effective means are available in the field of X-ray transmission, such as the use of radiation equipment, VHE equipment, electronic equipment, and so on. Do you know that the radiation process is very high, and that outside the VHE line, you can see that the accelerator is in the dark. You can see the acceleration of the accelerator. In the world, X-ray satellite tracking tests are used to detect the impact of the radiation process. On the other hand, the "dark accelerator" is responsible for the elderly, the stars and the electrons, the accelerator, the accelerator, the accelerator and the accelerator. The VHE system is responsible for the electrical equipment, the X-ray system is responsible for the electrical equipment, and the X-ray generator is responsible for the failure of the electrical machinery. The dark accelerator is responsible for the transmission of the VHE and the celestial bodies. In this year's "Dark Accelerator", there are many contradictions in this year's "Hidden Accelerator" and the analysis of the star system. The results show that VHE is responsible for the field of radiology. The results show that the photons in the field of radiation are the most expensive in all fields. In general, the life span is short, and the "dark accelerator" is very likely to be used in the elderly. The possibility of a bright star is very high. As a result, I received a lot of information from my own doctor. In 2014, the scheduled launch of the ASTRO-H satellite X-line CCD telephone SXI (Soft X-ray Imager) will be launched. In the field of SXI, large-scale celestial bodies have been used to detect the high-line celestial bodies of VHE, and the technological innovation of CCD has made it possible to detect the possibility that it is possible. This is the first time that this year we have designed an operation system for the first time, and the CCD sub-system performance test has been completed for the first time last year.

项目成果

ASTRO-H衛星搭載X線CCDカメラSXIのデータ取得系開発と小型素子性能評価

ASTRO-H星载X射线CCD相机SXI数据采集系统开发及小型设备性能评估

• 发表时间: 2012
• 作者: Fujinaga;T.;Mori;K;Bamba;A.;Kimura;S.;Dotani;T.;Ozaki;M.;Matsuta;K.;Puehlhofer;G.;Uchiyama;H.;Hiraga;J.S.;Matsumoto;H.;and Terada;Y.;藤永貴久
• 通讯作者: 藤永貴久

Development of the data acquisition system for the x-ray CCD camera (SXI) onboard ASTRO-H

ASTRO-H 机载 X 射线 CCD 相机 (SXI) 数据采集系统的开发

• DOI: 10.1117/12.892881
• 发表时间: 2011
• 期刊: UV, X-Ray, and Gamma-Ray Space Instrumentation for Astronomy XVII. Edited by Tsakalakos, Loucas. Proceedings of the SPIE
• 作者: Fujinaga;T.;Mori;K.;Bamba;A.;Kimura;S.;Dotani;T.;Ozaki;M.;Matsuta;K;Puehlhofer;G.;Uchiyama;H.;Hiraga;J.S.;Matsumoto;H.;and Terada;Y.;T.Fujinaga;T.Fujinaga
• 通讯作者: T.Fujinaga

An X-Ray Counterpart of HESS J1427−608 Discovered with Suzaku

• DOI: 10.1093/pasj/65.3.61
• 发表时间: 2013-01
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: T. Fujinaga;K. Mori;A. Bamba;S. Kimura;T. Dotani;M. Ozaki;K. Matsuta;G. Puehlhofer;H. Uchiyama;J. Hiraga;H. Matsumoto;Y. Terada

超高エネルギーガンマ線で検出されたパルサー星雲と関連天体のX線による研究

使用超高能伽马射线探测到的脉冲星云和相关物体的 X 射线研究

• 发表时间: 2013
• 作者: Junpei Kuroda;Mitsutoshi Nakamura;Masashi Yoshida;Haruka Yamamoto;Takaaki Maeda;Kiichiro Taniguchi;Naotaka Nakazawa;Ryo Hatori;Akira Ishio;Ayumi Ozaki;Shunsuke Shimaoka;Tamiko Ito;Hironao Iida;Takashi Okumura;Reo Maeda;Kenji Matsuno;藤永 貴久
• 通讯作者: 藤永 貴久

Suzaku Observation of the Unidentified Very High Energy Gamma-Ray Source HESS J1702-420

• DOI: 10.1093/pasj/63.sp3.s857
• 发表时间: 2011-06
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: T. Fujinaga;A. Bamba;T. Dotani;M. Ozaki;G. Puehlhofer;S. Wagner;O. Reimer;S. Funk;J. Hinton