Introduction to the
X-ray Universe
2003/07/02 Lorentz festa
A. Senda
2002年ノーベル物理学賞
• 宇宙ニュートリノ検出による天体物理学への貢献に
対して
⇒ニュートリノ天文学の創始に対して
小柴昌俊
Raymond Davis Jr.
• 宇宙X線源の発見を導いたことによる天体物理学へ
の貢献に対して
⇒X線天文学の創始に対して
Riccardo Giacconi
X線天文学とは
• 20世紀まで
天文学=可視光天文学
⇒ 限られた「色」でしか宇宙を見ていなかった。
• 1933年
電波天文学の誕生(Jansky)
• 1962年
X線天文学の誕生(Rossi and Gacconi)
⇒宇宙の姿をmulti colorで見られる時代
X線天文衛星
• X線は大気を透過できない ⇒
大気圏外に出て観測する必
要あり(ロケット、人工衛星)
X線の特徴(1) 高いエネルギー
•
可視光より103~104倍高い
可視光で見た世界
エネルギー
⇒目では見えなかった
高温(100万-1億K)・
高エネルギー(0.1-10keV)
の世界を見ることが出来る
太陽
X線で見ると…
YOHKOH/SXT
星のコロナ、フレア活動
超新星残骸
ブラックホール
銀河団ガス ・・・
Chandra/ACIS
静的宇宙から激動の宇宙へ
銀河団(Abell2029)
X線の特徴(2) 高い透過力
Eta Carinae
可視光
X線
Crab nebula (超新星残骸)
電波
可視光
X線
電波+可視光+X線
分子雲・ガスの奥深くに埋もれた現象を捉えられる
• 星の誕生する現場
• 天の川銀河の中心
X線の特徴(3) 特性X線
特性X線
Tycho
超新星残骸
MCG-6-30-15
銀河中心核BHからの
鉄輝線
• 重元素量・重元素組成
• プラズマの電離度・
密度・年齢
• 物質の速度・赤方偏移
物質の物理状態に
関する多くの情報を
もたらす
Si S
Ar
Ca
Fe
当研究室での研究(1)
ー超新星残骸による粒子加速ー
超新星残骸=宇宙線の加速器?
• 星が最期に起こす大爆発
(超新星爆発)の残骸
• 莫大な爆発エネルギー 1044J
(世界のエネルギー消費量の 1026年分)
• 衝撃波が発生
速度 10000km/s、温度 107 K
SN1987A
Cassiopeia A
SN1006
• 西暦1006年に起きた超新星爆発
• 衝撃波面からのSynchrotron X線検出
(Koyama et al. 1995)
逆コンプトンによる TeVガンマ線検出
(Tanimori et al. 1998)
⇒宇宙線加速の現場を世界で初めて特
定
• Chandraの観測から、衝撃波が極めて
薄いことを発見(半径の0.1%)
SN1006 (ASCA)
薄い!
SN1006(Chandra!)
当研究室での研究(2)
ー天の川銀河の中心ー
• 銀河中心には大質量ブラックホール
が存在
質量~300万太陽質量
現在は非常に暗い
(Eddington luminosityの1/109)
ASCA
• 一方で銀河中心付近は
X線で非常に活発
1億度の高温プラズマ
超新星残骸
ブラックホールから噴き出すjet?
いずれも我々の銀河中心が過去に
Chandra
当研究室での研究(3)
ー中質量ブラックホールー
• 2種類のブラックホール
(BH)
恒星質量BH
~10Mo ⇒10Mo以上の重い星が死んで出来る
大質量BH
~106Mo-109Mo ⇒ 銀河の中心に存在
どうやって大質量BHは出来る? 両者の関係は?
スターバースト銀河M82の
中心付近に中質量BH発見
これ
(Matsumoto et al. 2001)
質量~103-106 Mo
恒星質量BHが合体しながら
銀河の中心に落ち込んでいき
大質量BHに成長する
可視光(Subaru)
X線(Chandra)
4. 将来の衛星計画 ー作るのは君だ!ー
Astro-E II 2005年2月打ち上げ予定
かつてないエネルギー分解能(色鮮やかに)
より広いエネルギー帯域(多くの色で)
BH付近の時空構造の解明
高温プラズマの詳細測定
より高エネルギーな現象
京都大学:
唯一の撮像検出器CCD担当
今年~来年 地上較正試験
本日はクリーンルームをお見せします。
CCDカメラ
2010年 次期X線天文衛星NeXT計画
当研究室: 硬X線ハイブリッド型検出器
世界初の高エネルギーX線撮像
世界初のX線偏光測定検出器
Xグループ担当
γグループ担当
作るのは君たちです!
だから来てね。
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ppt - 宇宙線研究室