研究者業績
基本情報
- 所属
- 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 特任助教
- ORCID ID
https://orcid.org/0000-0002-7962-4136- J-GLOBAL ID
- 202501003078234700
- researchmap会員ID
- R000092664
論文
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The Astrophysical Journal 2025年11月The dynamics of the intracluster medium (ICM), the hot plasma that fills galaxy clusters, are shaped by gravity-driven cluster mergers and feedback from supermassive black holes (SMBHs) in the cluster cores. XRISM measurements of ICM velocities in several clusters offer insights into these processes. We compare XRISM measurements for nine galaxy clusters (Virgo, Perseus, Centaurus, Hydra-A, PKS 0745─19, A2029, Coma, A2319, and Ophiuchus) with predictions from three state-of-the-art cosmological simulation suites, TNG-Cluster, the Three Hundred Project GADGET-X, and GIZMO-SIMBA, that employ different models of feedback. In cool cores, XRISM reveals systematically lower velocity dispersions than the simulations predict, with all 10 measurements below the median simulated values by a factor of 1.5─1.7 on average and all falling within the bottom 10% of the predicted distributions. The observed kinetic-to-total pressure ratio is also lower, with a median value of 2.2%, compared to the predicted 5.0%─6.5% for the three simulations. Outside the cool cores and in non-cool-core (NCC) clusters, simulations show better agreement with XRISM measurements, except for the outskirts of the relaxed, cool-core cluster A2029, which exhibits an exceptionally low kinetic pressure support (<1%), with none of the simulated systems in either of the three suites reaching such low levels. The NCC Coma and A2319 exhibit dispersions at the lower end but within the simulated spread. Our comparison suggests that the three numerical models may overestimate the kinetic effects of SMBH feedback in cluster cores. Additional XRISM observations of NCC clusters will clarify if there is a systematic tension in the gravity-dominated regime as well....
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Astronomy & Astrophysics 2025年10月15日<jats:p><jats:italic>Context.</jats:italic> Accurate X-ray spectroscopic measurements are fundamental for deriving basic physical parameters of the most abundant baryon components in the Universe. The plethora of X-ray observatories currently operational enables a panchromatic view of the high-energy emission of celestial sources. However, uncertainties in the energy-dependent calibration of the instrument transfer functions (e.g. the effective area, energy redistribution, or gain) can limit - and historically, did limit - the accuracy of X-ray spectroscopic measurements.</jats:p> <jats:p><jats:italic>Aims.</jats:italic> We revised the status of the cross-calibration among the scientific payload on board four operation missions: <jats:italic>Chandra</jats:italic>, <jats:italic>NuSTAR</jats:italic>, <jats:italic>XMM-Newton</jats:italic>, and the recently launched XRISM. XRISM carries the micro-calorimeter Resolve, which yields the best energy resolution at energies ≥2 keV. For this purpose, we used the data from a 10-day-long observational campaign targeting the nearby active galactic nucleus NGC 3783, carried out in July 2024.</jats:p> <jats:p><jats:italic>Methods.</jats:italic> We present a novel model-independent method for assessing the cross-calibration status that is based on a multi-node spline of the spectra with the highest-resolving power (XRISM/Resolve in our campaign). We also estimated the impact of the intrinsic variability of NGC 3783 on the cross-calibration status due to the different time coverages of participating observatories and performed an empirical reassessment of the Resolve throughput at low energies.</jats:p> <jats:p><jats:italic>Results.</jats:italic> Based on this analysis, we derived a set of energy-dependent correction factors of the observed responses, enabling a statistically robust analysis of the whole spectral dataset. They will be employed in subsequent papers describing the astrophysical results of the campaign.</jats:p>
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Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems 11(04) 2025年10月6日
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Nature 2025年10月Accretion disks in strong gravity ubiquitously produce winds, seen as blueshifted absorption lines in the X-ray band of both stellar mass X-ray binaries (black holes and neutron stars)1, 2, 3–4 and supermassive black holes5. Some of the most powerful winds (termed Eddington winds) are expected to arise from systems in which radiation pressure is sufficient to unbind material from the inner disk (L ≳ LEdd). These winds should be extremely fast and carry a large amount of kinetic power, which, when associated with supermassive black holes, would make them a prime contender for the feedback mechanism linking the growth of those black holes with their host galaxies6. Here we show the XRISM Resolve spectrum of the galactic neutron star X-ray binary, GX 13+1, which reveals one of the densest winds ever seen in absorption lines. This Compton-thick wind significantly attenuates the flux, making it appear faint, although it is intrinsically more luminous than usual (L ≳ LEdd). However, the wind is extremely slow, more consistent with the predictions of thermal-radiative winds launched by X-ray irradiation of the outer disk than with the expected Eddington wind driven by radiation pressure from the inner disk. This puts new constraints on the origin of winds from bright accretion flows in binaries, but also highlights the very different origin required for the ultrafast (v ~ 0.3c) winds seen in recent Resolve observations of a supermassive black hole at a similarly high Eddington ratio7....
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Publications of the Astronomical Society of Japan 2025年10月We present the first high-resolution X-ray spectral analysis of Cygnus X-1 using XRISM. The observation wa3s carried out from 2024 April 7 to 10, covering the orbital phase range 0.65-0.17 during its low/hard state. Taking advantage of the exceptional energy resolution of the Resolve instrument, we examined highly ionized iron absorption lines and characterized the ionization states, column densities, and line-of-sight velocities of the absorbing plasma. Spectral analysis revealed an ionization parameter of <inline-formula><tex-math id="TM0001" notation="LaTeX">$\xi \sim 3$</tex-math></inline-formula>, column densities of a few <inline-formula><tex-math id="TM0002" notation="LaTeX">$\times 10^{21}$</tex-math></inline-formula> cm<inline-formula><tex-math id="TM0003" notation="LaTeX">$^{-2}$</tex-math></inline-formula>, and a blueshifted velocity of <inline-formula><tex-math id="TM0004" notation="LaTeX">$\sim$</tex-math></inline-formula>100 km s<inline-formula><tex-math id="TM0005" notation="LaTeX">$^{-1}$</tex-math></inline-formula>. The observation was divided into two phases: before and after orbital phase <inline-formula><tex-math id="TM0006" notation="LaTeX">$\phi _{\rm {orb } } = 0.9$</tex-math></inline-formula>, corresponding to non-dipping and dipping intervals. While only weak absorption features were present before <inline-formula><tex-math id="TM0007" notation="LaTeX">$\phi _{\rm {orb } } = 0.9$</tex-math></inline-formula>, strong absorption by He-like and H-like Fe appeared during the dipping phase. We measured equivalent widths of 2.3, 0.4, and 1.2 eV for He-like Fe K<inline-formula><tex-math id="TM0008" notation="LaTeX">$\alpha$</tex-math></inline-formula> and H-like Ly<inline-formula><tex-math id="TM0009" notation="LaTeX">$\alpha _1$</tex-math></inline-formula> and Ly<inline-formula><tex-math id="TM0010" notation="LaTeX">$\alpha _2$</tex-math></inline-formula>, respectively-demonstrating the capability of XRISM Resolve to securely detect narrow absorption features of only a few eV. These measurements trace the motion of the absorbing material and offer insight into the kinematics and spatial distribution of the wind in the vicinity of the black hole. These findings enhance our understanding of wind-fed accretion in Cygnus X-1 and highlight the importance of continued high-resolution X-ray observations to further constrain the physical properties of winds and accretion flows in high-mass X-ray binaries....
MISC
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日本物理学会講演概要集 79.1 554-554 2024年GRAMS (Gamma-Ray and AntiMatter Survey) 実験は液体アルゴンタイムプロジェクションチェンバーを気球に搭載し、同一検出器で宇宙MeVガンマ線観測と低エネルギー反粒子検出による暗黒物質間接探索を行う日米国際協力実験である。現在、ガンマ線撮像と反粒子識別の実証実験及び小型プロトタイプ機の飛翔体対応を進めている。本講演では、日米の計画推進の状況、ガンマ線撮像プロトタイプ検出器の設計と動作試験結果について報告する。
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日本物理学会講演概要集 79.2 711-711 2024年15-80 keVの硬X線帯域で高感度な偏光観測を行うXL-Calibur気球実験は、2024年夏にスウェーデンからカナダまでのフライトを実施する予定である。我々は本実験に搭載する望遠鏡の開発を行っており、2023年度内に望遠鏡の性能確認等を完了した。2024年4月には、スウェーデンのEsrangeにて望遠鏡をゴンドラに取り付ける作業を実施した。本講演では、この気球打ち上げ施設における作業状況や運用結果について報告するとともに、本実験の今後の計画についても述べる。
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日本物理学会講演概要集 79.1 529-529 2024年XL-Calibur気球実験は、望遠鏡で集光することにより、15-80keVの硬X線帯域で高感度な偏光観測を実現する。次回は、2024年にスウェーデンからカナダまでのフライトを計画している。日本が担当する大型望遠鏡はSPring-8の硬X線を利用して地上較正を実施した。この結果やその他の搭載機器の準備状況について報告する。
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日本物理学会講演概要集 79.1 532-532 2024年2023年9月に打ち上げられたXRISM衛星は、衛星バスシステムや搭載観測機器の性能確認のための初期運用期間中である。我々科学運用チームは、衛星開発の初期段階から、観測提案や観測計画立案、観測後のデータ処理を行うシステム開発を行い、軌道上での較正観測やデータ解析におけるユーザーサポートに向けて周到な準備を行なってきた。本講演では、XRISMの科学運用の現況と定常運用段階におけるプランを報告する。
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日本物理学会講演概要集 79.1 533-533 2024年今年度に打ち上げられたX線分光撮像衛星XRISMは、その科学目標から、到来光子にタグ付けされた時刻に対し、1σで1ミリ秒の絶対時刻精度が要求される。地上系および衛星搭載機器を含むシステムで、この精度要求を満たすべく、XRISM時刻システムが設計され、検証され、打ち上げに臨んだ。本講演では、XRISM時刻システムの設計の詳細と、地上検証、および、軌道上における時刻精度評価の結果についてお伝えする。
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日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 79(2) 675-675 2024年約100 !LaTeX${\mu}$sの周期で到来する高エネルギー粒子の非X線イベントを反同時計数法で除去するのは,X線天文観測において重要であり,センサの高い時間分解能が必要になる。現在開発しているX線SOIピクセルセンサXRPIXは,ピクセル毎にトリガー回路を搭載しているため時間分解能が優れている。レーザーを用いたXRPIXのトリガー性能評価の結果,遅延とジッターは!LaTeX${\lesssim}1 {\mu}$s と見積もられ、トリガ性能は十分であることがわかった。本講演では、評価結果と今後搭載予定の反同時計数処理について報告する。
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大気球シンポジウム: 2022年度 = Balloon Symposium: 2022 2022年11月大気球シンポジウム 2022年度(2022年11月7-8日. ハイブリッド開催(JAXA相模原キャンパス& オンライン)) Balloon Symposium 2022 (November 7-8, 2022. Hybrid(in-person & online) Conference (Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)(ISAS)), Sagamihara, Kanagawa Japan 著者人数: 87名 資料番号: SA6000177030 レポート番号: isas22-sbs-030
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大気球シンポジウム: 2021年度 = Balloon Symposium: 2021 2021年11月大気球シンポジウム 2021年度(2021年11月1-2日. オンライン開催) Balloon Symposium 2021 (November 1-2, 2021. Online Meeting) 著者人数: 93名PDF再処理の為、2023年3月24日に差替 資料番号: SA6000166020 レポート番号: isas21-sbs-020
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日本物理学会講演概要集 71.2 374-374 2016年軟ガンマ線検出器(Soft Gamma-ray Detector、SGD)は、コンプトン運動学と反同時係数法を組み合わせることで、徹底的な低バックグラウンド化による高感度観測を目的とした検出器である。SGDで正確なスペクトル測定を実現するためには、搭載している集積回路のトリガー性能を評価し、ガンマ線検出効率のエネルギー依存性を較正する必要がある。本講演では、SGDの試験データを用い、トリガー性能を評価した結果について報告する。
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日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 71(2) 372-372 2016年2016年2月に打ち上げられた「ひとみ(ASTRO-H)」衛星搭載の硬X線及び軟ガンマ線検出器における徹底したバックグラウンド除去を担うBGOアクティブシールドについて、およそ2週間の衛星軌道上運用において計72ユニット全てのシールド系を問題なく動作させることに成功した。バックグラウンド除去機能や突発天体観測機能などの全ての機能も想定通り動作しており、本講演で衛星軌道上において実証された性能について報告する。
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日本物理学会講演概要集(CD-ROM) 71(2) 373-373 2016年2016年2月に打ち上げられたX線天文衛星「ひとみ(ASTRO-H)」に搭載された軟ガンマ線検出器(SGD)の主検出器はコンプトンカメラである。これまでに、実験による性能評価の一方で、シミュレーションによる検出器応答の作成が行われた。検出器の応答は、バックグラウンドや入射光子の偏光の影響を受ける。2015年11月に行われたSPring-8偏光ビーム試験の結果を含めて、本講演ではSGDコンプトンカメラの検出器応答について報告する。
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日本物理学会講演概要集 68.2.1 114 2013年
講演・口頭発表等
104共同研究・競争的資金等の研究課題
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2021年4月 - 2024年3月