三原建広（理研）、林田清（阪大）、郡司修一、門叶冬樹（山形大理） NeXT望遠鏡焦点面での　　硬X線偏光観測 三原建広（理研）、林田清（阪大）、郡司修一、門叶冬樹（山形大理）

NeXT焦点面での硬X線偏光観測 非熱的放射の多くに偏光が期待される 硬X線偏光観測は未開拓の分野 SGDによる偏光観測は別発表参照 非熱的放射の多くに偏光が期待される 硬X線偏光観測は未開拓の分野 20keV-80keVの硬X線領域で偏光検出感度最高の偏光計は散乱型(Mh1/2でガス光電子追跡型の5倍以上） 二つの形式の散乱型偏光計をデザイン・検討した。 撮像型散乱偏光計 Be散乱体囲み型 プラスチックシンチを散乱体＆コンプトン反眺電子検出器とする。 直径4mm,長さ60mmのBeの 棒のまわりをCdTe検出器で 囲い、散乱方向を測定する 18mm 詳しい資料はhttp://www.astro.isas.ac.jp/xjapan/group/nextwg/news/article/2003/0918/を参照のこと

偏光検出感度：Be囲み型 / 望遠鏡4台 （撮像型もほぼ点源に対しては同じ性能；20keV以下での感度は下がる） 銀河団、SNRは暗い！ SNRは1Ms観測すれば偏光検出できる A2256(中心1’角） Kes75 SN1006(10’積分;多点観測） 偏光検出感度：Be囲み型 / 望遠鏡4台 （撮像型もほぼ点源に対しては同じ性能；20keV以下での感度は下がる） HEAO-1 A4(13-80keV よりフラックス推定 BH,NS連星系の明るいものは10ks,暗いものでも100ksの観測で2%の偏光度を検出できる M=0.61 h=0.46 20-80keV 4HXT BGD=1.0e-4 c/s/keV/cm2 10ks 100ks AGNの明るいものは100ksの観測で数％ の偏光が検出できる MDP 1Ms Minimum Detactable Polarization degree

今回新たに検討した方式： １台の望遠鏡焦点面CdTeの上にBe散乱体を置く 注）散乱体の直径、高さをかえても偏光検出感度はほとんど変わらない 今回新たに検討した方式： １台の望遠鏡焦点面CdTeの上にBe散乱体を置く Be散乱体　[4mmΦ、高さ10mm]　CdTe検出器中央に密着させて置く 40keV　X線が中心の２mmΦに入射した場合のシュミレーション Beで散乱されたX線とBeを透過したX線がCdTe検出器上で検出される。 CdTe検出器25mmx25mm 4mm<r<12mmのリングを30°毎の領域に区切って散乱イベントのカウントを積分 CdTeピクセル検出器 25mmx25mm,1mm厚, ピクセルサイズ0.2or0.4mm Be散乱体

Be on CdTe シミュレーション結果 with PENELOPE hは効率：焦点面に来たX線のうちどのくらいが偏光検出に利用されるか MはBe囲み型(M~0.5-0.6）に比べて2-3割悪いだけ hはBe囲み型(h ~0.4-0.7）に比べて1桁低い Mh1/2はBe囲み型(Mh1/2 ~0.4-0.7）に比べて1/5-1/4 Be入射X線のうち32%@10keV,　69% @20keVは透過してCdTeに検出される Beなので10keV程度まで感度あり

偏光検出感度：Be on CdTe型 / 望遠鏡1台 銀河団、SNRは無理 HEAO-1 A4(13-80keV よりフラックス推定 M=0.42 h=0.045 20-80keV 1HXT BGD=1.0e-4 c/s/keV/cm2 10ks 100ks 100mCrab のBH,NS連星系を100ks観測して7%の偏光度を検出できる。 1Ms AGNの明るいものが10%以上偏光していれば1Msの観測で検出できる

望遠鏡１台のみをBe on CdTe方式 にすると 偏光測定は点源に限定される 注）かに星雲以外の広がった硬X線源の表面輝度は低く、もともと偏光観測対象としては難しい 100ksの観測で100mCrabの天体に対してMDP=6.8%、連星系ソースが主なターゲットになる Be囲い式/4台に比べてMh1/2,MDPで一桁近く悪い。 イメージング＆スペクトル観測に対する効率低下 点源に対する観測効率低下は17%@10keV, 　8%@20keV（Beをのせていない３台分も考慮して） 広がったX線源に対しては最悪25%（残りの３台のみ使う場合）

NeXT焦点面硬X線偏光計 まとめ Be囲み型 撮像型 (非撮像モードの性能） 撮像型 Be on CdTe 望遠鏡 ４台 １台 M 撮像型 (非撮像モードの性能） 撮像型 (非撮像モードの性能） Be on　CdTe 望遠鏡 ４台 (HXIとの切り替え式） １台 M 0.5-0.6 0.55 0.42 h 0.4-0.7 0.4 0.045 MDP (100ks,100mCrab,3σ） 0.7% 0.8% 1.5% 6.8% 点源 ○ diffuse △　(要多点観測） × 微動台 必要 不要 切り替え台 スペクトルとイメージだけでいいですか？　広がったソースは暗いですよ。

偏光検出感度と天体の明るさ M=0.61 h=0.46 20-80keV 4HXT BGD=1.0e-4 c/s/keV/cm2 銀河団、SNRは暗い 重要なテーマなので 1Ms観測すれば数％以上の偏光が観測できる Webで公開している図 偏光検出感度と天体の明るさ HEAO-1 A4 (13-80keV) M=0.61 h=0.46 20-80keV 4HXT BGD=1.0e-4 c/s/keV/cm2 A2256(1’角） SN1006(10’積分） Kes75 10ks 0.25e-4で計算した図になってました 100ks BH,NS連星系の明るいものは10ks,暗いものでも100ksの観測で2%の偏光度を検出できる 1Ms AGNの明るいものは100ksの観測で数％ の偏光が検出できる