アストロサット

アストロサット (Astrosat) について

アストロサットは、インド宇宙研究機関(ISRO)が開発した、多波長観測を目的としたインド初の宇宙望遠鏡です。2015年9月28日にPSLVロケットによって地球周回軌道に投入されました。この衛星は、可視光、紫外線、軟X線、硬X線といった幅広い電磁波スペクトルを観測することが可能です。アストロサットの成功を受け、ISROは後継機であるアストロサット2の打ち上げを検討しています。

概要

ISROは、1996年に打ち上げられたX線観測衛星「インドX線天文学実験(IXAE)」の成功を受けて、2004年に本格的な天文衛星であるアストロサットの開発を承認しました。国内外の多数の天文学研究機関が合同で機器開発を行い、近傍の太陽系天体から宇宙論的な距離にある天体まで、多岐にわたる天体観測を目指しました。

アストロサットは、[低軌道]]の赤道軌道へ投入されたリモートセンシング衛星クラスの多波長観測ミッションです。搭載された5つの観測機器により、可視光線]、近[紫外線]、遠[紫外線]、軟[X線]、硬[X線]といった広範囲の[[波長をカバーしています。この多波長観測能力により、様々な天体の活動を同時に捉え、より深い理解を目指しています。

目的

アストロサットは、観測提案に基づいて運用される多目的宇宙望遠鏡です。主な科学的目標は以下の通りです。

様々な宇宙線源の強度変動を多波長で同時観測する。
新しい突発天体のX線モニタリングを行う。
硬X線と紫外線の波長帯でサーベイ観測を行う。
X線連星、活動銀河核、超新星残骸、銀河団、恒星コロナの広帯域分光観測を行う。
X線源の周期的・非周期的変動を研究する。

アストロサットは、電波、可視光線、赤外線、紫外線、X線といった広いスペクトル帯をカバーする多波長観測の一環を担います。個別の天体研究と、全天観測の両方を行うことで、宇宙の様々な側面を捉えることを目指しています。地上望遠鏡による電波、可視光線、赤外線観測と並行して、アストロサットは紫外線やX線といった高エネルギー領域の観測を担当します。

アストロサットは、連星系におけるコンパクト星付近からのX線放射や降着円盤の紫外線・可視光線放射、質量を供給する天体の可視光線放射など、複数の波長で同時に観測することで、より詳細な研究が可能になります。

さらに、以下の観測も実施します。

X線放射天体に焦点を当てた低分散から中分散の分光観測。
X線連星における周期的・非周期的な現象のタイミング研究。
X線パルサーにおける脈動の研究。
X線連星における準周期的振動、ちらつき、フレアなどの変動研究。
活動銀河核における短周期から長周期の強度変動研究。
軟/硬X線と紫外線/可視光線の時間差の研究。
X線突発天体の検出と研究。

ペイロード

アストロサットには、6つの科学観測装置が搭載されています。

1. 紫外線撮像望遠鏡(UVIT): 130-180 nm、180-300 nm、320-530 nmの3つのチャンネルで同時に撮像を行います。直径28分の円形視野を持ち、紫外線波長で1.8秒角、可視光で2.5秒角の角分解能を有します。フィルターホイールによるスペクトル帯選択と、回折格子による分光観測が可能です。
2. 軟X線撮像望遠鏡(SXT): 0.3-8.0 keVの軟X線帯で撮像を行うための装置です。焦点面には集光光学系とディープデプレッションCCDが使用されています。金でコーティングされた円錐状の金属箔ミラーによる集光と、熱電冷却CCDによって高感度な観測を実現します。
3. 大面積X線比例計数管(LAXPC): 3-80 keVの広帯域X線で計時および低分散スペクトルを取得する装置です。3つの同一の検出器を並べて配置することで、広いエネルギー範囲と高い検出効率を両立しています。
4. テルル化カドミウム亜鉛撮像装置(CZTI): 10-150 keVの硬X線撮像装置です。ピクセル化されたテルル化カドミウム亜鉛検出器を使用し、100keVまで100%近い検出効率と優れたエネルギー分解能を持ちます。
5. 走査型空モニター(SSM): 1次元符号化開口を備えた3つの位置敏感型比例計数管から構成されています。これにより、X線源の位置を特定することが可能です。
6. 荷電粒子モニター(CPM): LAXPC、SXT、SSMの運用を制御するために搭載されています。[南大西洋異常帯]通過時に検出器を保護するために使用されます。

地上支援

アストロサットの地上通信指令室は、バンガロールにあるISROの衛星追跡管制局にあります。衛星の制御と科学データのダウンロードは、衛星がバンガロール上空を通過する際に可能になります。1日に420ギガビットのデータを収集し、地上局との通信可能な10軌道の間にダウンロードします。また、アストロサット追跡のため、インド深宇宙ネットワークに3番目のアンテナが運用されています。

アストロサットサポートセル

ISROは、プネーの天文学天体物理学大学連携センターにアストロサットのサポートセルを設置しました。このサポートセルは、科学コミュニティに対してアストロサットのデータ処理と利用に関する提案の機会を提供し、観測者に対して必要な資料、ツール、訓練、支援を提供します。

参加機関

アストロサットプロジェクトは、多くの研究機関が共同で実施しています。主な参加機関は以下の通りです。

インド宇宙研究機関 (ISRO)
タタ基礎研究所 (TIFR)
天文学天体物理学大学連携センター (IUCAA)
インド物理学研究所 (PRL)
ヴィクラム・サラバイ宇宙センター (VSSC)

時系列

2009年4月: ペイロードの開発完了と統合作業開始。
2015年5月: 衛星のインテグレーション完了と最終テスト。
2015年7月24日: 熱真空試験完了、太陽電池パネルの取り付け。
2015年8月10日: 全ての試験が終了。
2015年9月28日: アストロサットの打ち上げと軌道投入成功。
2016年4月15日: 衛星の性能検証完了、運用開始。
2018年9月28日: 打ち上げから3年経過。750を超える天体を観測し、100報近い論文を発表。

アストロサットに搭載される装置の開発には困難が伴い、特に軟X線望遠鏡は開発に11年を要しました。

成果

アストロサットは、数々の重要な発見に貢献しています。

2017年1月5日: ガンマ線バーストを検出し、LIGOによる重力波イベントとの関連性を検証。
2017年: 老齢の青色はぐれ星が伴星の質量を吸い取る珍しい現象を捉えました。
2017年5月31日: 近傍の恒星プロキシマ・ケンタウリにおけるコロナ爆発を検出。
2017年11月6日: かにパルサーのX線偏光変動を測定した論文がネイチャー・アストロノミーに掲載。
2018年7月: 8億光年以上離れた銀河団Abell 2256の画像を捉え、銀河団の合体過程を観測しました。

これらの成果は、アストロサットが宇宙の謎を解き明かす上で重要な役割を果たしていることを示しています。

関連項目

アストロサット2
インド宇宙研究機関
宇宙望遠鏡の一覧
紫外線天文学
X線天文学

外部リンク

Astrosat
ISRO

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