Astro-E2 講習会 2004/07/03 立教大学、2004/07/10 京都大学
Astro-E2 XRS
石崎 欣尚 (東京都立大), 山崎 典子 (ISAS/JAXA), XRS team
検出原理
Temperature
X線マイクロカロリメータ
ΔT = E / C
τ =C/G
Time
Ts ~ 60 mK
C ~ 0.18 pJ/K
Ts
G ~ 53 pW/K
2
τ ~ 3.5 ms
ΔE ∝ kB T C
ΔT ~ 5.3 mK
(E = 6 keV)
エネルギーによらずほぼ一定 (6-7 eV)
XRS マイクロカロリメータ・アレイ
3.824 mm
吸収体 Hg Te (8.5 µm 厚)
サイズ 624 µm / ピッチ 640 µm
取り付け用
タグ × 4ヶ所
Stahle, C.K. et al (2004) NIM-A 520, p466
Brekosky, R.P. et al (2004) NIM-A 520, p439
ピクセルID
Look-down
ΔE=15 eV
@ 6 keV
ΔE=8 eV
@ 6 keV
(上下反転)
X
20
22
31
29
X
18
19
21
30
28
27
16
17
23
24
26
25
9
10
8
7
1
0
11
12
14
5
3
X
X
13
15
6
4
X
Lookup
Technical Description Fig. 2.5
※ ピクセル番号2 は欠番
エネルギー
較正用
3
X
空は見えない。常に
5.9 keV のX線 (MnKα)を照射。
有効面積、エネルギー分解能の比較
有効面積
エネルギー分解能
(eV)
(cm2)
XRS
XRS
Energy
(keV)
Energy
(keV)
Technical Description Fig. 2.8 / 2.9
XRS の利点
高エネルギー側で有効面積・エネルギー分解能が高い
大きく広がった天体に対しても分光可能
キャリブレーションの不定性
エネルギースケール
ライン幅
有効面積 (XRT+XRS)
時刻付け精度
相対時間差精度
10 μs
Requirement
2 eV
1 eV
10 %
300 μs
80 μs
Goal
1 eV
1 eV
5%
100 μs
Technical Description Table 2.2
※ これにポアソン統計による誤差を合わせた
ものが実際の決定精度
イベントフラグ
H
Mp
Lp
Ms
Ms
Ls
同一ピクセルでの前後の
イベントとの時間差により、
H, Mp, Ms, Lp, Ls の5 種類
に分類 (p: primary, s:
secondary)
※
H, Mp については、分解
能はほとんど変わらないが、
それ以外についてはやや劣
化
H+
Mp
H
1 mCrab
Ls
Ls
Ls
Technical Description Fig. 6.5
Lp +
Ls
Ms
Technical Description Fig. 2.11
フィルターホイール
4
5
3
6
2
1
カウントレート調整 & ピクセル
間エネルギースケール較正用
に、 XRT - XRS 間に設置
1. Open
2. Open
-55Fe
& 41Ca
default during
Earth occultation
3. Be 300µm --
OPEN
Be300
4. Be 300µm
55Fe
5. ND 10%
--
6. ND 10%
55Fe
Technical Description Table 6.1
Technical Description Fig. 2.3
※ XRS でユーザーが指定
すべき唯一のパラメータ
検出器バックグランド
• crosstalk (electrical & thermal)
• cosmic rays interacting in pixel
• cosmic rays interacting with frame
(small pulses in multiple pixels)
Cosmic
rays into
frame
Electrical
crosstalk
Crosstalk 除去ツール
(xrscrosstalk) で除去可能
検出器直下の赤枠位置に
Anti-Coincidence 検出器
(Si PIN 500 µm 厚) を装備
イベントにフラグづけ
(FLAG_ANTICO)
予想される検出器バックグランド ~ 数 count/pixel/day
Stahle, C.K. et al (2004) NIM-A 520, p472
システム構成
Technical Description Fig. 6.2
運用に関して
軌道上寿命
ADR のリサイクル
約 2.5 年
(機械式冷凍機の運転状況による)
~1日に1回、1時間程度
フィルタホイールの駆動 観測ターゲットの地没ごと
(CAL ソース位置の未使用時)
CAL ピクセルによるゲインモニタ
温度モニタ(ACHE)、ノイズモニタ(CDP)
常時
観測シミュレーション
xrssim (Linux/MacOSX/Tru64/Solaris) をリリース予定
対応していること
- 広がった天体の観測シミュレーション
- イベントフラグの判定
- ピクセルごとのカウント数の見積もり
バックグランド、クロストーク、ソースの地没判定などは未対応
地上較正データの例(1)
Technical Description Fig. 6.4
地上較正データの例(2)
Pixel by Pixel Energy Resolution
15
(Preliminary,
typical error ~±0.2 eV)
Energy Resolution (FWHM) eV
14
13
12
11
Red: 6 keV
Blue: < 1 keV
10
9
8
7
6
5
0
4
8
12
16
20
Channel Number
24
28
32
地上較正データの例(3)
Line Spread Function of MnK
地上較正データの例(4)
Energy resolution dependence on Photon Energy
地上較正データの例(5)
Hg-L edge strength using a continuum x-ray source
• We use the edge strength to
determine the thickness of the
HgTe absorbers, then the
quantum efficiency.
• Preliminary results are
consistent with the 8.5 µm
thick determined by the mass.
地上較正データの例(6)
He-like Fe XXV & satellites
in EBIT plasma at Lawrence Livermore National Laboratory
Brown, G.V. et al (2004) in Proceedings of the 14th Topical Conference on Atomic
Processes in Plasmas
地上較正データの例(7)
EBIT plasma at Lawrence Livermore National Laboratory
OVII and OVIII ions
Now using array from XRS-2 lot
5.5 eV composite resolution (< 1 keV)
Uncorrected for filter transmittance
20 min exposure
ダウンロード

ppt - X-ray Astronomy Group at ISAS