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硬X線偏光検出器PHENEXの開発VI: かに星雲の偏光観測実験概要 林田清、森本真史、穴吹直久、常深博（阪大）、 郡司修一、門叶冬樹、岸本祐二、石垣保博、 菅野誠、村山裕章、伊藤智加、櫻井敬久（山形大）、 三原建弘、小浜光洋（理研）、 斉藤芳隆、山上隆正（ISAS/JAXA） PHENEX実験の目的 これまでに有意なX線偏光が検出されたのは、軟X 線領域におけるかに星雲のみ 19.2±1.0%@2.6keV, 19.5±2.8%@5.2keV OSO8衛 星 (Weisskopf et al., 1978) 偏光が期待されるプロセスは、シンクロトロン放射、 コンプトン散乱など非熱的過程。多くの天体で非熱 的放射が卓越する硬X線領域での観測が重要。 硬X線領域は気球搭載検出器によって観測可能。 硬X線領域(40-200keV)でのX線偏光検出を世界に先 駆けて行う気球実験プロジェクト= Polarimetry for High ENErgy X-rays (PHENEX) １回目の気球実験（2006年6月13日）は、かに星雲が観測対象 Polarimeter for High ENErgy X-ray 偏光検出器ユニット PHENEX 上から見ると コリメータ 4.8°(FWHM) シンチレータ群 (5.5x5.5x40mm) CsI 28本,Plastic 36本 CsI Plastic パッシブシールド MAPMT 専用読み 出し回路 FOP1mm 基本性能 •幾何学面積 10.9cm2/ユニット 164msecで 64chの読み出しが 可能 •M~0.53* •検出効率 h=20%* *) 80keVでの値；KEK-PF実験の結果より PHENEXシステム概要 データ処理気密箱 検出器気密箱 PHENEX偏光検出器 4ユニット モニターカウンター アンタイカウンター VME-CPU USBメモリ VME-DPボード Arm-CPU USBメモリ PC/104 カード (HK用ADC&DI等) DC-DCコンバータ HV装置 電池箱 GPS 姿勢系 CCD太陽センサー 視線方向まわり回転機構 PSD太陽センサー エレベーション制御機構 GAセンサー 気球システム GPS 地上系 送信機 受信機 テレメトリー装置 モーメンタムホイール QLシステム 姿勢系Arm-CPU コマンドシステム 偏光検出器ユニット PC/104 データ処理系気密箱 検出器気密箱 GAセンサ VME CCD太陽センサ PSD太陽センサ 視線方向周り往復回転 （系統誤差削減に重要） モニター カウンタ モーメンタムホィール PHENEXゴンドラ＠三陸 PHENEX2006 B150気球(150,000m3) 総重量 840kg うち観測系311kg 総浮力 914kg 放球 2006/6/13 5:33(JST) 三陸大気球観測所 6/13フライト概要 ~350km 4:16 観測器ON 5:33 放球 6時間を越えるレベルフライ トを確保 16:40 観測器OFF 17:21 着水 同日回収 37.5〜38km 6時間15分の レベルフライト USB memory OK! モニターカウンタのカウントレート モニターカウンタのイベントセレクション条件 ・30~140keVのエネルギーデポジットが生じている ・全てのアンタイカウンタでエネルギーデポジットが120keV以下 ポッツァ極大 バックグラウンドを差し 引いた値がかに星雲の イベントレート 期待値は約0.3Hz ：レベルフライト レベルフライトでの バックグラウンドレート ：かに星雲の追尾 観測を試みた時間 ：バックグラウンド 観測時間 Transmissionとモニターカウンタレートとの比較 ： Transmission ： モニターカウンタ レート ：かに星雲の追尾 観測を試みた時間 ：バックグラウンド 観測時間 バックグラウンドレート → 0.65Hzと仮定 Transmissionとモニターカウンタレートに相関関係が見える ⇒ 1時間強、かに星雲を視野に捉えていた まとめ 6/13に、かに星雲の硬X線偏光観測を目指した PHENEX2006気球実験を行った。 レベルフライト６時間を確保。 検出器は正常に動作し、回収も無事終了。 かに星雲を視野にとらえた。 ７割以上の透過率でとらえた時間は約80分。 モニターカウンターのカウントの増加と姿勢系データは矛 盾なし。 詳細はシステムとHK(穴吹）、姿勢系（三原）、偏光 検出器（菅野）の発表で。 偏光検出器のmodulation解析は現在進行中。 有効観測時間が１時間強であるため、MDP(3s)はおよそ 30%程度になる見込み。 GPSを参照しているため、1msよりはるかに高い精度の 時間情報を利用可能。パルサー解析も現在進行中。