Transcript HXD-IIのサイエンス

Astro-E2で狙う硬Ｘ線物理学
Ｘ線反射鏡(XRT)+高分解能Ｘ線分光器(XRS)
Ｘ線反射鏡(XRT)+Ｘ線撮像分光器(XIS)
高感度の硬Ｘ線検出器(HXD)
宇宙
10〜600 keV で世界最高の感度
金沢大・理
村上、米徳
理研・宇宙放射線
山岡、寺田
阪大・核物理
能町
SLAC
釜江、
Madejski
埼玉大・理
田代
広大・理
深沢、大杉
宇宙研
高橋、中澤
東大・理
牧島、国分
320 mm
Ｘ線
HXDの特徴(1)
『井戸型フォスイッチカウン
パッシブコ
タ』
リメータ
(1)新しいシンチレータ(釜江ほか)
• 阻止能の高いBGO結晶(Bi4Ge3O12;
シリコン
実効原子番号 74、比重 7.13)。
PIN diode
• BGOと相性が良く、実効原子番号が
大きく (59)、放射化の少ない、
主結晶(GSO)
GSO結晶 [Gd2SiO5(Ce)]。
(2)4°の開口視野を残しGSOをBGOでほ
シールド
結晶(BG0)
ぼ４π方向にアクティブシールド。
(3)宇宙Ｘ線bkgdを下げるため、パッ
フォト
シブ金属コリメータで視野を絞り
チューブ
込み (＜100 keV で 0.5° FWMH)
(4)2 mm厚 Si-PINダイオードにより
HXDの特徴(2)
『４×４の複眼構造』
320 mm
(5)狭い視野のまま有効面積を増
やし、製作のリスクを分散。
(6)１本当たりのデッドタイムを
減らせる。
(7)周囲を20本の厚いBGOアンチ
カウンタで堅くシールド。
(8)ユニット間の反同時計数で
bkgdをさらに低減。
『アナログ/デジタル回路』
340mm
(9) わずか30Wの電力で100チャ
ネルの信号を高速処理する、
高性能なアナログ電子回路。
(10) 宇宙用CPUを用いた柔軟な
デジタル処理回路。
期待されるcontinuum検出感度
10-4
Ginga
10-5
HXD GSO
(40 ks,100 ks)
10-6
HXD PIN
(40 ks,100 ks)
Energy (keV)
10-7 5
10
20
50
100 200
500 1000
銀河団での粒子加速：Coma銀河団の例
ディフューズ
電波放射
BeppoSAX による硬X線
(Fusco-Femiano et al. 1998)
γ~1e4
(B=1μG)
Energy (keV)
Log frequency (Hz)
7
8
9
10
10
20
30
50 70 100
広大な銀河間空間で粒子加速が起きているらしい。
 銀河団の合体に伴う衝撃波による加速？
 銀河群からも検出(深沢 et al. 2001; 中澤2000)
 銀河がプラズマ中を運動する際の磁気乱流加速? Cooling
Flow の阻止と関連あり? (牧島 et al. 2001)
 暗黒物質粒子の対消滅/崩壊？
NGC 253 の TeV ガンマ線ハロー
Itoh et al. ApJL 584, 65 (2003)
•スケジュー
ル
現在、突貫工事で検出器ユニットを製作中。
５月より装置全体の組上げ、試験。
７月より衛星機上で機械的・電気的I/F試験。
 2005年に打ち上げ予定。
•井戸型フォスイッチカウンタ製作風
景
(@東京大学、2003年３月)