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「すざく」搭載観測機器(硬X線検出器)、
ケンタウルス座の巨大ブラックホールの観測に成功!

宇宙航空研究開発機構が2005年7月10日12時30分(日本標準時)に内之浦宇宙空間観測所から打ち上げた第23号科学衛星「すざく」(ASTRO-EII)は、X線CCDカメラによる観測開始に引き続き、3つ目の観測機器である硬X線検出器 (HXD:Hard X-ray Detector)の立ち上げを無事に行い、8月19日には、距離1500万光年にある楕円銀河「ケンタウルス座A」(図1)から信号を検出することに成功しました。これによりHXDは、所期の性能をもつことが確認されました。

ケンタウルス座Aの中心には、太陽の数千万倍の質量を持つ巨大ブラックホールが潜んでいると考えられ、そこにガスが吸い込まれる際に、光、X線、ガンマ線などが強く放射されると考えられています。図2は、今回HXDにより検出された放射スペクトルを、先に観測を開始したX線CCDカメラのデータと合わせて示したものです。HXDにより、ブラックホールに落ち込むガスの発する硬X線やガンマ線(注)が星間ガスを透過して来たものを検知しており、この領域での感度は非常に優れています。また、高いエネルギーの放射ほどブラックホールの近くで発生するので、HXDでの広いエネルギー範囲のデータを用いることで、ガスがブラックホールに吸い込まれてゆく様子が、従来にない精度で明らかになると期待されています。

HXD(図3)は、JAXA、東京大学、広島大学、埼玉大学、金沢大学、理化学研究所、青山学院大学、大阪大学、スタンフォード大学などが、15年の歳月を費やして作り上げた、独創的な国産の観測装置であり、硬X線からガンマ線にかけての広いエネルギー域において、日本で初めて、衛星を用いた本格的な観測を可能にするものです。

今回の観測成功により「すざく」は、低エネルギー域を受け持つX線CCDカメラと、高エネルギー域を受け持つHXDという2組の装置を擁し、非常に広いエネルギー範囲で観測を行える世界で唯一の高エネルギー天文衛星として姿を整えました。
今後は全世界の研究者から観測提案を受けつけ、ブラックホールへの物質流入、超新星爆発における元素合成、宇宙線の起源など、多くの謎を探るための観測を進めていきます。

(注)X線のうち、10ないし100キロ電子ボルト程度の高いエネルギーをもつものを、硬X線とよびます。さらに高いエネルギーを持つ光の仲間は、ガンマ線と呼ばれ、物質に対しX線よりさらに大きな透過力をもちます。宇宙からの硬X線やガンマ線は、ブラックホール近傍など超高温の場所、巨大な天然の加速器で加速された電子、超新星爆発で作られた不安定な原子核などから発生します。

図1:地上から光で見た楕円銀河ケンタウルス座A
中央部に見える暗黒の帯は、 星間塵により星の光が遮られるために生じる。
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図2:「すざく」が観測した、ケンタウルス座AからのX線・ガンマ線スペクトル
赤と青のデータは、HXDを構成する2種類の検出素子のデータで、黒は同時に得られたX線CCDカメラのデータ。低エネルギー側で放射が弱くなるのは、星間ガスなどの吸収のためである。鉄原子の出す特性X線も見える。
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図3: 組立中の 「すざく」(ASTRO-EII)とそこに組付けられる硬X線検出器 (HXD)
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2005年8月26日

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