科学機器

「あすか」のＸ線望遠鏡は、0.5から12キロ電子ボルトまでの広いエネルギー範囲のＸ線を効率よく集光します。これまでのＸ線衛星では、搭載されたＸ線望遠鏡の撮像能力がほぼ4キロ電子ボルト以下のＸ線に限られていました。従って、多くの天体からはじめて高いエネルギーのＸ線像が得られることになります。また、「あすか」によって初めて画像を得ることができるようになった4キロ電子ボルト以上のＸ線は非常に透過力が強いのが特徴です。これまでは厚いガスに遮られて観測することができなかった天体も、「あすか」を使えば精密に観測することができると期待されます。このＸ線望遠鏡の元となる技術は、NASAのゴダード飛行センターのSerlemitsos博士によって考案されたもので、ゴダード飛行センターと名古屋大学の研究者を中心とするグループによって、「あすか」ではじめて実現されました。このＸ線望遠鏡には非常に薄いアルミニウムの板に金を精密にコーティングした反射鏡を沢山集めたものが使われています。この「多重薄板鏡」は、「あすか」の特徴である、「高いエネルギーのＸ線を観測する能力」のカギを握る技術であり、将来の宇宙Ｘ線光学技術の方向を決めるものです。

「あすか」のＸ線CCDカメラは、一つ一つのＸ線光子のエネルギーをはかる事ができます。このような「フォトン・モード」でＸ線CCDを動作させて天体観測を行う事ができるようになったのは「あすか」がはじめてです。Ｘ線CCDを用いることで、SIS検出器は5.9キロ電子ボルトのＸ線に対して約2%(FWHM)というすぐれたエネルギー分解能（波長分解能）を持ちます。この性能を引きだすためには、検出器を−60℃という低温に冷やさないといけません。「あすか」ではペルチエ素子による電子冷却と放射冷却とによって、CCD−７０℃まで冷却する技術を確立しました。宇宙Ｘ線検出器として「あすか」に搭載されたＸ線CCDが大きな成功をおさめたことで、CCDはＸ線衛星の検出器として欠かせないものになりました。

SISに比べて、広い視野を一度に観測するために搭載された撮像型蛍光比例係数管(GIS)は、「てんま」衛星に搭載された装置をもとにしてさらに改良を加えたものです。この装置は、銀河団などの広がった天体を観測するのに欠かせない大きな検出面 積を持つのが特徴です。特に１０キロ電子ボルトの高いエネルギーでも十分な検出能力をもちます。Ｘ線CCDにはおよばないまでも、比例計数管としては最高レベルのエネルギー分解能をもち、さらにパルサー観測には欠かせないすぐれた時間分解能を持ちます。このようにGISはSISと相補的な役割を果たします。GIS検出器は超薄型のベリリウム窓（厚さ１０ミクロン）と８キロボルトという超高電圧を衛星環境で実現するという技術的難題を克服することによって開発に成功したものです。