X線天文衛星「すざく」搭載X線CCD(XIS)の現状報告 松本浩典(京都大学理学部) 内山秀樹、小澤碧、山口弘悦、中嶋大、森英之、鶴剛、小山勝二(京大)、田和憲明、勝田哲、穴吹直久、林田清、常深博(阪大)、村上弘志、尾崎正伸、堂谷忠靖(ISAS/JAXA)、馬場彩(理研)、E.D.Miller, B.LaMarr, S.Kissel, M.Bautz (MIT)、前野将太、森浩二(宮崎大)、北本俊二(立教), 他XIS team
内容 Spaced-row Charge Injection XIS2の不具合 低エネルギー側検出効率低下 Si edge付近のゲイン
X-ray Imaging Spectrometer (XIS) 4台のX線CCDカメラ 3台の表面照射型(FI) … XIS0, XIS2, XIS3 高エネルギーバンドに感度良し 1台の裏面照射型(BI) … XIS1 低エネルギーバンドに感度良し 視野18’X18’ エネルギーバンド 0.2-12keV 同時に撮像と分光 Imaging Area Frame store
ゲイン・分解能の変化 ゲインは下がり、分解能は悪化。 55Fe 2005/9 2006/5 2006/12 XIS Imaging Area 転送方向 55Fe ゲインは下がり、分解能は悪化。
電荷転送効率(CTE)の悪化 放射線損傷で出来たトラップで、転送電荷が一部捕まる。 ゲインの低下 捕まる過程は確率過程 分解能の悪化
対策: Spaced-row Charge Injection (SCI)
SCIの効果 2006年10月 55Fe 分解能(FWHM) SCI OFF: 210eV SCI ON : 140eV PH(ch) 詳しくは次の 鳥居講演参照。 ゲインが上がり、分解能も回復。
XIS2の不具合 各セグメントのイベント数 2006/11/9 01:03 (UT)に、突如イベント数が激しく変化。 A B C D XIS2の不具合 各セグメントのイベント数 4つの読み出し口に対応したセグメント 2006/11/9 01:03 (UT)に、突如イベント数が激しく変化。 電圧などのHK値には変化はなし。
XIS2異常の前後 2006/11/9 00:57 2006/11/9 01:04 X線星(X1916)が見える。 異常なパターン
判明していること 異常発生以降、XIS2は観測停止。 時折、各種診断モードでデータを取得。 逆転送した時に正常な振る舞い 読み出し口の故障ではない。 AE出力がサチっている。 大量の電荷が漏れ出てきている。 電荷漏れ量は Imaging Areaの電圧と相関あり。 IAのどこかで電荷漏れ？ 引き続き原因究明を行い、対策を検討中。
低エネルギー側の検出効率低下 超新星残骸E0102のスペクトル 白:2005年8月 何か炭素を主体とするものが、可視光遮断幕についたらしい 赤:2006年8月 超新星残骸E0102のスペクトル 何か炭素を主体とするものが、可視光遮断幕についたらしい
現在は微増傾向。XIS3は減少？今後も調査。 付着物柱密度(炭素相当) XIS1 XIS2 XIS0 2005/11 2006/3 2006/6 2006/9 2006/12 現在は微増傾向。XIS3は減少？今後も調査。
Si edge付近のゲイン M82 XMM RGS vs XIS (2005/10観測) +/-10eVの精度で一致。時間発展は調査中。
まとめ SCIの効果を実証。 (詳しくは次の鳥居講演)。 XIS2に不具合発生。 低エネルギー側検出効率の低下の時間発展は、次第に緩やかになっている。 Si edge 付近のゲインを XMM/RGSとの比較で調査。少なくとも打ち上げ直後は+/-10eVの精度で一致。
予備スライド
SCIの効果 2006年10月よりSCIの実施開始 特別な補正をしなくても、ほぼ打ち上げ当初まで性能回復。 劣化の進行具合も遅くなった。 詳しくは次の 鳥居講演参照。
2x2 mode 2x2mode … イベント周辺の2x2のみ読み出す。 5x5modeを2x2modeに変換して、5x5modeと比較。 2x2modeのゲインは20eV程度低い。
新CORマップを用いたNXBの見積もり 従来のCORマップに基づく予測だと、低すぎるように見える領域がある（青色の四角）。この領域はOld COR map と new COR map との差が大きい領域であり、新しいCORを用いることによって改善し、再現性が向上する可能性がある。 XIS1, expected NXB (Cts/s in 5-12keV) Latitude(deg) Longitude(deg) 水野さんの資料より抜粋