気球実験 (2003年)
すざく衛星の打ち上げの瞬間
2005年7月10日
ISAS/JAXA
SPring-8での実験 (2008年)
ASTRO-H衛星、ISAS/JAXA
本研究室は「すざく」衛星、「フェルミ」衛星などの人工衛星、ロケット、大気球などの飛翔体を用いた宇宙X線やガンマ線の観測を通して、宇宙の高エネルギー現象及び宇宙の構造と進化の研究を行っています。
特に、ブラックホールの近傍からのX線・ガンマ線放射、活動銀河核ジェットからの広範囲な波長域にわたる放射、超新星残骸や銀河団における粒子加速にともなう硬X線放射など、十分に理解が進んでいない「宇宙における非熱的な放射をもたらす現象」や「天体に潜む非熱的なエネルギー」が主な研究対象です。同時に
2013年度に打ち上げ予定の
次期X線衛星ASTRO-Hの開発に、提案時から非常に深くかかわり、その実現に邁進しています。
本研究室に属する大学院生*は、最先端の検出器開発に携わると同時に、
高エネルギー宇宙科学分野の様々なテーマに取り組んで研究を行っています。
本研究室は海外に広く共同研究者がおり、大学院生は積極的に海外に派遣されています。検出器を自ら開発し、加速器、ロケット、気球、衛星と
実験の現場で常に「物理の実験屋」として活動することを大切にするようにしています。
大学院生へのメッセージ(1) :
宇宙・夢・人(ISASニュース)から
大学院生へのメッセージ(2) :
X線で見るダイナミックな宇宙
大学院生へのメッセージ(3) :
ASTRO-Hにむけて:JAXA ホームページから
本研究室はStanford大学(KIPAC/SLAC)、マックスプランク研究所(Heldelberg)、Yale大学の研究者と共同で高エネルギー天文学の研究を進めるほか、
広範囲の実験プロジェクトを進めています。2004年11月に打ち上げられたガンマ線バースト探査用Swift衛星ミッションではガンマ線検出器(BAT)チームの
一員として活動しました。現在は、Fermiガンマ線衛星(2008年6月11日打ち上げ)、偏光観測硬X線気球実験(POGO)、の他、2011年秋の観測をめざした太陽観測ロケット実験(FOXSI)に参加しています。また、IXO衛星計画(日米欧)、DUAL計画などの将来の国際ミッションの立案作業にも参画しています。
数10keVから数10MeVのガンマ線による宇宙観測は、X線天文学に比べて大きく立ちおくれており、これまで高い感度での観測が行なわれてきませんでした
日本の次期X線衛星ASTRO-Hには、本研究室が開発を行ってきた最先端の硬X線イメージャーやガンマ線センサーを元にした検出器が搭載され、新たな「高エネルギー宇宙物理学」を切り開くことが期待されています。
本研究室では、ASTRO-H衛星や将来の衛星計画のために、テルル化カドミウム (CdTe, CdZnTe)などの新しい半導体技術、VLSI技術、コンピュータ技術を駆使した新しいガンマ線検出器の開発を進めており、気球実験、加速器実験などを通じて実証実験を行ってきました。これまで、ボン大学(ドイツ)、カリフォルニア工科大学(アメリカ)、スタンフォード線型加速器センター(アメリカ)との検出器の共同研究を行って来ました。現在はアリゾナ大学やパリ大学(CEA/DSM/IRFU)と硬X線イメージャーの共同研究を行っています。こうした検出器、特にCdTe硬X線イメージャーやSi/CdTe半導体コンプトンカメラは医療や、放射線モニター、非破壊検査など、民生用途への広い展開が期待されており、現在も原子力や医学系の大学研究室などと共同で応用研究を行なっています。
JAXA宇宙科学研究所(ISAS)は、日本で最初の衛星「おおすみ」を打ち上げた時から、
日本の宇宙機関(JAXA)において宇宙科学を遂行する研究所となった現在にいたるまで、理学グループと工学グループとの
密接な連携によって、自らの手で衛星を作りあげ、宇宙科学ミッションを遂行する世界でも類のみない非常に活動的な宇宙科学の研究機関です。2005年7月に打ち上げられた「すざく(Astro-E2)」衛星は、こうした連携の元、宇宙科学研究本部の高エネルギー天体物理
グループと各大学のX線グループが共同で開発を行いました。本研究室は井上研(旧)、国枝研(旧)、満田・山崎研、
堂谷研、長瀬研(旧)と協力して「すざく」衛星のシステム開発を行うと共に、東京大学牧島・中澤研、広島大学深沢研、埼玉大学田代研、金沢大学村上研、大阪大学能町研と共同で硬X線検出器(HXD)の開発を行いました。
高橋・国分研究室が所属する大学院
*
東京大学大学院理学系研究科物理学専攻(高橋)、および
総合研究大学院大学宇宙科学専攻(国分)