超軽量Ｘ線望遠鏡を用いた木星磁気圏における粒子加速の探索

使用超轻 X 射线望远镜探索木星磁层中的粒子加速

• 批准号: 17J05475
• 负责人: 沼澤 正樹
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J05475/
• 关键词: X線天文学; 木星X線; 木星磁気圏; X線望遠鏡; マイクロマシン技術; Ｘ線天文学; Ｘ線望遠鏡

本研究は、木星磁気圏からの広がったX線放射という日本のX線天文衛星「すざく」で見つかってきた新しい放射を「その場」観測で探ることを最終目標としている。(1) 探査衛星に搭載できる超軽量・広視野X線望遠鏡の開発: 本望遠鏡はマイクロマシン技術を複合的に用いることで完成し、側壁の面粗さ (形状精度) と、鏡の配置精度の改善が課題である。本年度は引き続き望遠鏡の要素技術改良に取り組み、角度分解能を向上させることに成功した。本年度までで合計 150 時間にも及ぶ長時間の高温水素アニールプロセスによって、反射面中央部のラージスケールの平坦化に成功したことは特に大きな成果と言える。さらに化学機械研磨プロセスを検討・導入し、本プロセス後の反射鏡においてX線反射を実証した。これらのプロセスを組み合わせれば、形状精度の大幅な向上が見込める。(2) 木星磁気圏からのX線放射の研究: 「すざく」による木星の全観測データを系統的に解析し、木星本体からの点源状の放射成分と切り分けて、広がった硬X線放射の広がりや強度を定量化した。木星本体成分が太陽活動に追随する傾向にある一方で、広がった成分は有意な変化が見られないことを明らかにした。磁気圏の高エネルギー粒子に由来する木星シンクロトロン電波 (JSR) が太陽活動に対して単純に依存しないことを踏まえ、広がったX線放射も高エネルギー粒子に起因すると予想できる。木星磁気圏粒子分布の経験的なモデルとの比較から、10 木星半径をおおよその基準として、磁気圏内側ではモデルが <10 倍程度過小評価しているとする JSR 観測の示唆と一致する一方で、外側では 10-100 倍の過小評価となる示唆を得た。本結果は、リモートで磁気圏全体 (特に外側) の高エネルギー粒子をモニターする新しい手段として、木星X線観測の有効性を強調するものと言える。

This study aims to explore the X-ray emission from Jupiter's magnetic field and the X-ray astronomical satellite of Japan. (1)Development of X-ray Telescope for Satellite Exploration: This telescope has the following problems: the completion of the composite application of satellite technology, the surface roughness of the sidewall (shape accuracy), and the improvement of the mirror arrangement accuracy. This year, the telescope's element technology has been improved, and the angle resolution has been successfully improved. This year, a total of 150 hours and a long time of high temperature water element, reflection surface center of the flat, successful, especially large results The chemical mechanical polishing process is carried out in the presence of mirrors and X-ray reflections. The shape accuracy of the material is greatly improved. (2)A study of X-ray emission from Jupiter's magnetic field: analysis of Jupiter's total measurement system, analysis of point-source radiation from Jupiter's body, and quantification of X-ray emission intensity. Jupiter's body composition tends to follow solar activity. The origin of magnetic field particles is Jupiter's radio waves (JSR), which depend on the purity of solar activity and X-ray emission. The JSR measurements are consistent with the results of the comparison of the particle distribution in Jupiter's magnetic field with the reference value of 10 Jupiter radii. The JSR measurements are consistent with the results of the comparison of the particle distribution in Jupiter's magnetic field with the reference value of 10 Jupiter radii. The JSR measurements are consistent with the results of the comparison of the particle distribution in Jupiter's magnetic field with the reference value of 10 Jupiter radii. The results show that there is a new method to enhance the effectiveness of Jupiter X-ray measurements on all (especially outer) high-energy particles in the magnetic field.

项目成果

Metal-coated MEMS X-ray Optics using atomic layer deposition

使用原子层沉积的金属涂层 MEMS X 射线光学器件

• 发表时间: 2019
• 作者: D. Ishi;Y. Ezoe;M. Numazawa;A. Fukushima;R. Otsubo;H. Suzuki;T. Yuasa;S. Sakuda;T. Uchino;K. Ishikawa;K. Mitsuda
• 通讯作者: K. Mitsuda

Suzaku and Athena view of diffuse X-ray emission associated with Jupiter’s radiation belts

朱雀和雅典娜对与木星辐射带相关的漫射 X 射线发射的看法

• 发表时间: 2018
• 作者: M. Numazawa;Y. Ezoe;K. Ishikawa;T. Ohashi;Y. Miyoshi;T. Kimura;Y. Uchiyama
• 通讯作者: Y. Uchiyama

First demonstration of Lobster eye X-ray optics fabricated with deep reactive ion etching

首次演示采用深反应离子蚀刻制造的龙虾眼 X 射线光学器件

• 发表时间: 2019
• 作者: R. Otsubo;Y. Ezoe;K. Ishikawa;M. Numazawa;D. Ishi;A. Fukushima;H. Suzuki;T. Yuasa;S. Sakuda;T. Uchino;K. Mitsuda
• 通讯作者: K. Mitsuda

Evaluation of alignment error of micropore X-ray optics caused by hot plastic deformation

热塑性变形引起的微孔X射线光学器件对准误差的评估

• DOI: 10.7567/jjap.57.06hj11
• 发表时间: 2018
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Numazawa Masaki;Ishi Daiki;Ezoe Yuichiro;Takeuchi Kazuma;Terada Masaru;Fujitani Maiko;Ishikawa Kumi;Nakajima Kazuo;Morishita Kohei;Ohashi Takaya;Mitsuda Kazuhisa;Nakamura Kasumi;Noda Yusuke
• 通讯作者: Noda Yusuke

Evaluation of arrangement error of micropore X-ray mirrors due to hot plastic deformation process

热塑性变形过程引起的微孔X射线镜排列误差评估

• 发表时间: 2017
• 作者: Daiki Ishi;Masaki Numazawa;Yuichiro Ezoe;Kazuma Takeuchi;Masaru Terada;Maiko Fujitani;Takahito Itoyama;Ryota Otsubo;Aoto Fukushima;Takaya Ohashi;Kumi Ishikawa;Kazuhisa Mitsuda;Kohei Morishita
• 通讯作者: Kohei Morishita