本研究では、「すざく」衛星搭載 X 線 CCD カメラの時刻較正を行った。今回は、 Burst オプションを使用した場合の時刻付けを高い精度で

1. W09c HXD XIS XIS 10-12keV χ2 ずれ XIS ピーク XIS 10-12keV HXD 10-12keV counts/sec χ2 HXD ピーク HXD 10-12keV counts/sec 1.237748 s Pulse Phase cross-correlation HXDが 遅れている XISが 遅れている relative shift (phase/16) １、X線天文衛星「すざく」 搭載検出器 「すざく」衛星搭載X線CCDカメラ（XIS）の時刻較正○ 松田桂子(総研大、ISAS/JAXA)、堂谷忠靖、尾崎正伸、馬場 彩(ISAS/JAXA)、鶴 剛、松本浩典、小山勝二(京大)、林田 清、常深 博(阪大)、森 浩二(宮崎大)、北本俊二、村上弘志(立教)、幸村孝由(工学院)、他XISチーム • XIS （X線CCDカメラ） • 4台のX線CCDカメラから構成 (XIS0、1、2、3) • 視野：18分角×18分角 • エネルギー帯域：0.2 - 12 keV • 時間分解能　8 sec (Normal Mode) • HXD (硬X線検出器) • エネルギー帯域：10-600 keV • 高感度・低バックグラウンド • 時間分解能　61μsec • カニパルサーを観測し、0.36 ms の精度で絶対時刻較正済み ３、本研究の目的 ２、XISの観測モード • Normal mode • CCDのすべてのピクセルを読み出すモード • 蓄積領域で全ピクセルを読み出す間に撮像領域で露光 • 露光時間＝時間分解能は8sec • 銀河中心方向のX線バーストの観測 （1A1742-294）から、 • 　８秒以下の精度で時刻較正済み • Normal mode + Window オプション • CCDの特定の領域のみをくり返し読み出すモード • １秒以下の精度で時刻較正済み • Normal mode + Burst オプション • 露光の途中で一度撮像領域に蓄積した電荷を捨て、再度露光 • パイルアップを防止するために用いる • 今回は、0.1s Burst オプションつき観測 • 実行的な時間分解能 0.1s になる (8秒毎に7.9秒分のデータは破棄) Normal mode + Burst オプション の場合の時刻較正を行う さらに時刻較正の精度を上げる ⇒0.1s Burst オプションをつけた観測で時刻較正を行った ４、観測天体　Hercules X-1 • 強磁場中性子星＋恒星からなるX線連星パルサー • 固有の３つの周期をもつ (Nagase 1989) • 1.24 sec（自転周期）　→　このパルスを検出して時刻較正を行う • 1.7 day（連星運動の周期） • 35 day（自転軸の歳差運動） • パルス波形にエネルギー依存性ほとんどなし (Soong et al. 1990) 観測 ：　2008/2/21-22 Exposure ： 64 ksec ５、Normal mode + Burst オプション の時刻較正 　本研究では、「すざく」衛星搭載X線CCDカメラの時刻較正を行った。今回は、Burst オプションを使用した場合の時刻付けを高い精度で 較正することに成功したので、その結果について報告する。X 線連星パルサー Her X-1 を、XISに 0.1秒 Burst オプションを用いて観測 することで、1.24秒のパルス波形を検出した。HXDのパルス波形と比較して、XISの時刻付けがHXDに対して約0.08秒遅れていることが 判明した。これは、従来より１桁高い精度である。この遅れは、Burst オプションがないときにも共通に存在すると考えられ、原因を 調査中である。 ①パルスの周期決定 ②パルス波形の比較 • 過去のすざくの観測 （2005年、2006年 Enoto et al. 2008） から推測される周期を中心に、10-6 s 刻みに畳み込み解析を行い、パルス 周期を求めた。 【Best Period (10-12 keV)】 XIS : 1.23774815 s ± 7.1×10-5 s HXD : 1.23774874 s ± 1.7×10-6 s →周期の違いは誤差の範囲内 • （Larsson. 1996, Leahy. 1987 より誤差を求めた。） ⇒時刻較正がすでになされ、統計の 　 良いHXDの周期を基準にする • XISとHXDで検出した パルス波形の比較の ため、パルス プロファイルを作成 Best Period Best Period Period (sec) • XISとHXDで共通の周期 P = 1.237748 s で畳み込み • XISの波形は、時間分解能が悪いためHXDに対して波形がなまっている ⇒XISとHXDでパルス到来のタイミングがずれている ⇨ずれの大きさを見積もるため、相互相関関数を計算 • 畳み込み解析とは… • いろんな周期でライトカーブを区切って重ね合わせることを繰り返し、重ね合わせた • 波形の一定値からのずれ（χ２）が１番大きい周期（Best Period） を探す解析方法 ③時刻付けのずれの見積もり • XIS、HXDのパルスプロファイルについて、相互相関関数を計算 • その結果、XISの時刻づけが 0.08 ± 0.01 sec (10-12 keV) だけHXDに対して遅れていることが判明 　（このずれには、原理上周期の整数倍の不定性が含まれるが、過去のXISの時刻較正との 　 整合性を考えると、この不定性は考えなくてよい） Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ Enoto et al. 2008, PASJ, 60, S57 Nagase. 1989, PASJ, 41, 1 Soong et al. 1990, ApJ, 348, 634 Larsson. 1996, A&A suppl, 117, 197 Leahy. 1987, A&A, 180, 275 • 議論＆まとめ • Burst オプションにより、XISの時間分解能を0.1sec にし、P〜1.237748 sのパルスを検出した。 • 相互相関関数の計算から、XISとHXDのパルスピークの到来時刻のずれ （0.08 ± 0.01 s）があることが判明した。 • このずれの原因については別途調査中。