「すざく」搭載 X 線 CCD カメラ XIS の放射線バックグラウンドの解析ーバックグラウンドの起源の解明を目指して−

「すざく」搭載X線CCDカメラXISの放射線バックグラウンドの解析ーバックグラウンドの起源の解明を目指して−「すざく」搭載X線CCDカメラXISの放射線バックグラウンドの解析ーバックグラウンドの起源の解明を目指して− 加藤菜々子、穴田貴康、尾崎正伸、村上弘志、堂谷忠靖（宇宙航空研究開発機構　宇宙科学研究本部） 1. 本研究の動機 2. 解析方法 3. データの処理方法 4. 結果 5. 考察 6. まとめ

本研究の動機 衛星軌道上で観測されるバックグラウンド　・宇宙X線背景放射(Cosmic X-ray Background: CXB) 　・検出器固有のバックグラウンド　　（Non X-ray Background: NXB） X線CCD検出器XISのバックグラウンド：地球磁場によって低く抑えられている「すざく」は低軌道この特長を活かすため、検出器バックグラウンドの起源を解明し、さらに低減することが重要 XISのバックグラウンドデータを解析し、検出器中でのバックグラウンド放射線の振る舞いを考察する

イベント抽出後 X線CCD検出器バックグラウンドの特徴フレームイメージ X線と判定されてしまうイベントが含まれている可能性がある

解析方法 1 距離イベントの空間分布１フレームでのイベント間の距離の頻度分布陽子が生じるトラックのふちには、 X線と判定されてしまうイベントが含まれている可能性がある陽子が生成する密集したトラックに付随して X線と認識されるイベントが生じているか否か

X線と見なされるイベント ＝「X線グレード」 Grade0 Grade2 Grade3 Grade4 Grade6 X線以外によるイベント＝「非X線グレード」 Grade1 Grade7 Grade5 解析方法　2 電子雲の広がり Grade0のイベント数に対する、他のGradeのイベント数の比（Grade分岐比） Grade判定法：電子雲の広がりによってイベントを分類・電子雲の広がりが小さいイベント・電子雲の広がりが大きいイベントバックグラウンドとなっている放射線とそのエネルギー依存性を評価する X線のみのデータから作成したグレード分岐比と比較

ACTY ACTX データの処理方法 XISの視野が夜側の地球を向いている時間帯（夜地球）のデータ検出器バックグラウンドのデータとして利用可能データ抽出条件・ 2005年９月から2005年10月・夜地球・全Grade (0-7) ・ノーマルモード　　　　・地磁気異常帯(South Atlantic Anomaly: SAA)の除去・較正源, hot pixel, flickering pixel, bad column等の除去・光漏れの更新異常フレームの除去・上記で除去できなかった異常イベントを含むフレームの除去 XIS0,2,3 (FI) XIS1 (BI)

Sensor: XIS0, Energy range: 7.0-10keV ←多い非X線グレード X線グレード密集一様に分布少ない→ ←近い遠い→ 結果　1. イベントの空間分布 ←多いフレームイメージ・非X線グレード(Grade5,7) 同士は、密集しやすい・ X線グレード（Grade0234,6）と、非X線グレード（Grade7）の　位置の相関はない頻度／距離距離少ない→ 距離 ←近い遠い→

Energy range: 2.5-6.0keV Energy range: 7.0-10keV 非X線グレード非X線グレード X線グレード X線グレード結果　1. イベントの空間分布異なるエネルギー範囲で比較どちらのエネルギー範囲においても、・非X線グレード(Grade5,7) 同士は、密集しやすい・X線グレード（Grade0234,6）と、非X線グレード（Grade7）の位置の相関はない

2.5-6.0keV 7.0-10keV FI(XIS0) 2.5-6.0keV 7.0-10keV BI(XIS1) 結果　1. イベントの空間分布・非X線グレード（Grade5,7）同士は、密集しやすい・X線グレード（Grade0234,6）と、非X線グレード（Grade7）の位置の相関はない

考察・非X線グレード(Grade5,7) 同士は、密集しやすい・X線グレード（Grade0234,6）と、非X線グレード（Grade7）の位置の相関はない X線グレードは、陽子の生成するトラックに付随して生じていないシミュレーションによると CCD検出器のハウジングで生じるX線や電子がX線グレードとなり、バックグラウンドに寄与していると予想されている　 (穴田　日本天文学会2006年春季年会W65a) ハウジングで生じる二次粒子によるX線グレードのイベントであれば空間分布に相関は見られないはず今回解析したXISの実データは、シミュレーションの結果を支持する

結果　2. 電子雲の広がり Sensor: XIS0, Energy range: 2.5-6.0keV X線のみのデータから成るグレード分岐比と若干異なる Sgr A Eastのデータフレーム数で規格化し、非X線バックグラウンドを差し引いてある X線のみのデータとして扱える X線グレード X線の光電吸収以外のプロセスがバックグラウンドに寄与していると考えられる

0.6-1.3keV 2.5-6.0keV 7.0-10keV 結果　2. 電子雲の広がり FI (XIS0) どのエネルギー範囲でも同じように X線のみのデータから成るグレード分岐比と若干異なる X線の光電吸収以外のプロセスもバックグラウンドに寄与している

2.5-6.0keV 7.0-10keV 0.6-1.3keV 結果　2. 電子雲の広がり BI (XIS1) 0.6-1.3keVで、X線データとほぼ等しい非常に小さな電子雲しか生じないプロセスがバックグラウンドとなっている可能性が高い高エネルギー程、Grade5,6,7が大きくなっている X線の光電吸収以外のプロセスの寄与が大きくなる

まとめ 「すざく」搭載X線CCD検出器XISの夜地球のデータを解析した 1. イベントの空間分布 X線グレード（Grade0,2,3,4,6)は、陽子が生成する密集したトラックに付随して生じていない 2. 電子雲の広がり FI： X線の光電吸収以外のプロセスもバックグラウンドに寄与している BI：低エネルギーでは、非常に小さな電子雲しか生じないプロセスがバックグラウンドなっている可能性が高い高エネルギーほど、 X線の光電吸収以外のプロセスの寄与が大きくなる

「すざく」搭載 X 線 CCD カメラ XIS の 放射線バックグラウンドの解析 ーバックグラウンドの起源の解明を目指して−