衝突現場における速度場構造と非平衡プラズマの検出による銀河団形成進化の研究

通过探测碰撞处速度场结构和非平衡等离子体研究星系团形成演化

• 批准号: 15J01845
• 负责人: 井上 翔太
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J01845/
• 关键词: 銀河団; 衝突銀河団; Abell 754; Cygnus A cluster; Perseus cluster; 電離非平衡プラズマ; Soft X-ray Imager (SXI); X線天文学; 衝突電離非平衡プラズマ; ASTRO-H; ダークマター; 銀河団衝突; 銀河団進化; X線天文衛星

本研究は、衝突銀河団中で発生した電離非平衡プラズマを初めて観測し、銀河団進化の様相を定量的に探ることを目的としている。これまで本研究では、すざく衛星の観測データを解析し、衝突銀河団Abell 754の最も高温な領域から、非平衡電離状態の兆候を世界で初めてとらえられた(Inoue et al. 2016)。さらに、XMM-Newton衛星のデータから、この領域付近に衝撃波が存在することを明らかにした。Abell 754は、衝突で生じた衝撃波による加熱で、電離非平衡状態が生じたというシナリオが示唆される。本研究では、このような銀河団進化の様相を、世界で初めて、観測的に明らかにした。また、本研究では、Abell 754と同様に、衝突銀河団Cygnus A clusterの電離状態を調査した。その結果、衝撃波加熱を示唆する高温領域を発見した。電離非平衡状態の有意な検出はできなかったものの、バルクモーションを検出し(銀河団としては3例目)、Cygnus A clusterの衝突の構造を明らかにした。さらに、本研究では、ひとみ衛星搭載Soft X-ray Spectrometer (SXS)を用いてペルセウス銀河団中心部のイオン温度を測定した。銀河団中からイオン温度を測定したのは、本研究が世界で初めてである。今回の測定の精度内では、イオン温度と電子温度に差異はなかった。以上に加え、本研究では、ひとみ衛星搭載軟X線CCDカメラの開発を行ってきた。打ち上げ前は、地上較正試験を行い、得られたデータから応答関数を構築した。その後、ひとみ衛星は2016年2月に打ち上げられ、SXIは正常に起動された。打ち上げ後の観測データから、軌道上における検出器バックグラウンドについて調査した。バックグラウンド強度は、すざく衛星と同程度であり、銀河団などの広がった天体の観測にSXIが有用であることを示せた。

这项研究旨在通过首先观察碰撞星系簇中产生的电离非平衡等离子体来定量探索簇簇的演变。到目前为止，这项研究分析了苏扎湖卫星的观察数据，并捕获了世界上第一个迹象表明来自影响星系集群Abell 754最热区域的非平衡电离状态（Inoue等人，2016年）。此外，XMM-Newton卫星的数据显示，该地区附近存在冲击波。该方案表明，Abell 754导致由于冲击引起的冲击波加热而导致的非离子电离状态。这项研究已被用来观察世界上第一次在世界上观察星系簇的演变。在这项研究中，类似于Abell 754，我们研究了碰撞星系簇Cygnus a簇的电离状态。结果，发现了一个高温区域，表明冲击波加热。尽管我们无法检测到明显的电离态，但检测到散装运动（星系群的第三种情况）来揭示Cygnus A群集碰撞的结构。此外，在这项研究中，使用配备了北托米卫星的软X射线光谱仪（SXS）测量了珀尔修斯星系簇中心的离子温度。这项研究是世界上第一次从星系簇中测量离子温度。在该测量的准确性之内，离子温度和电子温度之间没有差异。除上述内容外，这项研究还开发了配备了Hitomi卫星的软X射线CCD摄像头。在发布之前，进行了接地校准测试，并根据获得的数据构建了响应功能。随后，Hitomi卫星于2016年2月推出，SXI被成功激活。发射后从观察数据中研究了轨道中的探测器背景。背景强度类似于Suzaku卫星的强度，表明SXI可用于观察诸如Galaxy簇之类的扩大物体。

项目成果

Search for the Non-Equilibrium Ionization State in Merging Galaxy Clusters

寻找合并星系团中的非平衡电离态

• 发表时间: 2015
• 作者: Shota Inoue;Kiyoshi Hayashida;Ryo Nagino;Hiroshi Tsunemi;Shutaro Ueda;Katsuji Koyama
• 通讯作者: Katsuji Koyama

衝突銀河団Abell 754における両側の衝撃波の発見

在碰撞星系团 Abell 754 中发现双边冲击波

• 发表时间: 2017
• 作者: 井上翔太;林田清;中嶋大;松本浩典;常深博;Maxim Markevitch;Daniel Wik
• 通讯作者: Daniel Wik

NASA / Godard Space Flight Center(米国)

NASA/戈达尔太空飞行中心（美国）

Search for the non-equilibrium ionization plasma in the merging Intra-Cluster Medium

在合并簇内介质中寻找非平衡电离等离子体

• 发表时间: 2017
• 作者: Shota Inoue;Maxim Markevitch;Kiyoshi Hayasida;Shutaro Ueda;Hiroshi Tunemi;Katsuji Koyama
• 通讯作者: Katsuji Koyama

ASTRO-H搭載軟X線CCDカメラの応答関数の構築(2)

ASTRO-H上安装的软X射线CCD相机响应函数的构建（2）

• 发表时间: 2016
• 作者: 井上翔太;林田清;片多修平;中嶋大;薙野綾;穴吹直久;常深博;鶴剛;田中孝明;内田裕之;信川久実子;鷲野遼作;信川正順;森浩二;磯田依里;坂田美穂;幸村孝由;丹野憧馬;玉澤晃希;吉野祐馬;近野貴博;上田周太朗;ほかASTRO-H/SXIチーム
• 通讯作者: ほかASTRO-H/SXIチーム