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内容. 1) MAXI ミッション 2) MAXI 性能 3) ブラックホール 4) 酸素輝線マップ. 高宇連 20050922 宇宙線加速と比熱的宇宙の解明. ブラックホール探査 全天 X 線監視装置 MAXI. M onitor of A ll-sky X -ray I mage. T.Mihara (RIKEN) JAXA : M. Matsuoka, H. Tomida, H. Katayama, K. Kawasaki, N. Kuramata, T. Yokota, S.Ueno
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内容 1) MAXI ミッション 2) MAXI 性能 3) ブラックホール 4) 酸素輝線マップ 高宇連20050922 宇宙線加速と比熱的宇宙の解明 ブラックホール探査全天X線監視装置 MAXI Monitor of All-sky X-ray Image T.Mihara (RIKEN) JAXA: M. Matsuoka, H. Tomida, H. Katayama, K. Kawasaki, N. Kuramata, T. Yokota, S.Ueno RIKEN: T. Mihara, M. Kohama, N. Isobe, M. Nakajima, Y. Fujii Osaka University: H. Tsunemi, E. Miyata Tokyo Institute of Technology: N. Kawai, J. Kataoka, Aoyama Gakuin University: A. Yoshida, K. Yamaoka, T. Miyakawa Nihon University: H. Negoro
その1 MAXI ミッション
MAXIの構成 星姿勢計 GSC ラジエター+ヒートパイプシステムとベータクロス SSC 比例計数管 CCD素子 比例計数管用 スリット + コリメータ CCDカメラ用コリメータ
1軌道周期90分に、1回(or 2回) ほぼ全天のX線ソースをモニタする 国際宇宙ステーションで、2年のミッション
MAXIの視野 天頂方向 進行方向 MAXIの視野方向の眺め
NASA経由 JAXA経由 MAXI Data flow ※静止衛星を用いてダウンリンク 米国 NASAリンク リアルタイム > 50 % (17 時間/日) NASA MSFC JAXA Tsukuba Space Center, Japan 日本JAXAリンク リアルタイム ~20 % (5時間/日) MAXI
その2 MAXI の性能
天空のカバー率 1.5 deg (FWHM) 160 deg 1 orbit = 90 min Alert delay
MAXI 観測シミュレーション 90分(1衛星軌道) 5ヶ月
MAXIの検出感度 Sensitivity (mCrabs) SSC GSC Systematic error level Dwell Time (seconds)
MAXIの検出天体 世界初の AGN X線モニタ MAXI は1 mCrab の感度で銀河系内天体だけでなく、銀河系外天体もモニタする One Orbit (30 sources) O n e D a y ( 1 0 0 s o u r c e s ) O n e W e e k ( 1 0 0 0 s o u r c e s )
世界初のAGN X線モニタ 2-10keVの全天モニタの感度とモニタ頻度
その3 ブラックホールと MAXI
X線新星の光度曲線 増光時から 10Crab GS 2000+25 with Ginga-ASM 600mCrab これのさらに 1/100の強度 から可能 Tsunemi et al . ApJ.L 337 (1989), L81
AGN観測 • 多波長同時観測 • ~ 100? AGN’s • 長期変動観測 Blazars, Seyferts • Radio • Optical (MAGNAM etc) • Gamma (GLAST etc) • TeV Gamma (CANGAROO etc) • AGN と BHCの振る舞いの類似点・相違点 • Binary AGNs? • BLSy と NLSy の関係 • CXB: Fluctuation in All Sky Background < a few % in 1.5x1.5 deg2 < 0.5 mcrab
NGC3516のR等級 と X線強度の相関 Smoothed R-band (advanced) sampling inteval ~ 4.3 - 17 d Maoz et al. 2002, AJ 124, 1988
規格化されるブラックホールの諸性質 物理量の多くは、ブラックホール質量Mで規格化される。観測される性質はMによりスケーリングされたものであることが期待される。 • 時間変動 降着円盤のあらゆるタイムスケールについて成立する。 • 温度(スペクトル) 前者は陽子が Schwarzschild Hole に消えるまで得る最大の エネルギ−は 1/12 mc2であることから。後者は光学的に 厚い降着円盤の場合に成立する。 • 状態 これより、降着円盤での自由自由吸収による光学的厚さは、 M-17/8に比例し、自由散乱による厚さは、 M-1 に比例する。 108 M BH の1 日の観測は、SMBH のたった10 ms 分
最内縁半径付近での非連続物理現象 - フレア/ショット中のスペクトル変化 - ショットピークでの急激なスペクトル変化 → 降着流による最内縁半径付近での ショック and/or 磁気再結合 and/or ペンローズ過程 SMBH .. hard state に共通 AGN .. 一部の NLSy1 のみ? Cyg X-1, Ginga Negoro et al. ApJ 1994 Ark 564 (+ Cyg X-1), ASCA Negoro et al. 2001
X線変動からのAGNの質量推定 Hayashida et al 1998 ApJ 500 AGN Cyg X-1
その4 酸素輝線マップと MAXI
CCDカメラ • CCDは大阪大学によりスクリーニング済み(48個)。 • EMカメラを製作。FMと同specのCCDを搭載 • エネルギー分解能146eV(FWHM@5.9keV) • Charge Injection、 暗電流低下用駆動パターンの動作とそれによる性能向上を確認。 • 振動試験(13.27Grms)をクリア EMカメラ。16CCDを搭載。表面は可視光遮断のためアルミコートしてある。 Mn-k X線スペクトル
SSCの輝線マップOVII and VIII の可能性 MAXI SSC expected counts: 80- 310 counts in 1.5°x1.5° for 2 yr operation. (Obs.eff.=0.7) Galactic Soft X-ray Spectra corresponding to each Sky Region. Markevitch et al. 2003 ApJ. ROSAT all-sky map of CXB Snowden et al. 1997 ApJ.
まとめ • MAXIミッション • 詳細設計審査は終了。製造フェーズにある。 • 1次かみ合わせ: 2006年9月 • 打ち上げ: 2008年8月 H2Aかスペースシャトル。 • 観測対象 • AGN長期変動 • X線新星 • Diffuse X線マップ • GRB残光 • 突発現象(X線増光)のインターネットを通じた速報 →巨大ブラックホール → 星質量ブラックホール → 熱化した加速現象 → 粒子加速の1つ → ブラックホール生成の瞬間