XRISM

X線分光撮像衛星
X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission
Formerly known as XARM (X線天文衛星代替機)

田代 信 (ISAS/JAXA, 埼玉大学) 前島弘則 (ISAS/JAXA)

on behalf of XRISM project team2018-09-13

田代 信 @ 学術会議マスタープランシンポ

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ASTRO-H “ひとみ”

Launched on 17 Feb. 2016

• 広帯域X線分光撮像衛星 (0.3 -- 600 keV)
 超高分解能X線分光撮像
 広視野X線撮像
 硬X線撮像分光
 高感度軟ガンマ線分光

2018-09-13• 2003 NeXT project• 2005~ ASTRO-H 計画開始
• 2016.2.17 打ち上げ
• 2016.3.26 通信不能
• 2016.4.28 運用終了
初期観測
• Perseus Cluster of galaxies• N132D• IGR J16318-4848• RX J1856.5-3754• G21.5-0.9
田代 信 @ 学術会議マスタープランシンポ• CrabSXT-S
SXT-I
HXT

EOB(伸展光学ベンチ）

SXI (X線CCD)SXS（X線μカロリメータ）
SGD (軟γ線検出器）
HXI（硬X線撮像器）

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Hitomi/SXSがみた新しいX線分光の世界

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田代 信 @ 学術会議マスタープランシンポ3

Scientific Outputs from Hitomi mission
Perseus Cluster
The Quiescent Intracluster Medium in the Core of the Perseus Cluster

A.Fabian

NatureHitomi constraints on the 3.5 keV line in the Perseus galaxy cluster

M. Markevitch

ApJL

Solar abundance ratios of the iron-peak elements in the Perseus clusterH.Yamaguchi

NatureMeasurements of resonant scattering in the Perseus cluster core with Hitomi SXSK.SatoPASJ

Atmospheric gas dynamics in the Perseus cluster observed with Hitomi

Y.Ichinohe

PASJ

Temperature structure in the Perseus cluster core observed with Hitomi

S. Nakashima

PASJ

Atomic data and spectral modeling constraints from high-resolution X-ray observations of the Perseus
cluster with Hitomi

M.Sawada

PASJ

H.NodaPASJ

E.Miller

PASJ

H.Nakajima

PASJ

H.Uchida

PASJ

Search for Thermal X-ray Features from the Crab nebula with Hitomi Soft X-ray Spectrometer

M.Tsujimoto

PASJHitomi X-ray studies of Giant Radio Pulses from the田代
Crab pulsar
信 @ 学術会議マスタープランシンポ

Y.TeradaPASJ

13 observation
papers50+ related refereedpapers after launch

NGC1275
Hitomi Observation of Radio Galaxy NGC 1275: The First X-ray Microcalorimeter Spectroscopy of FeK{alpha} Line Emission from an Active Galactic Nucleus
N132D
Hitomi Observations of the LMC SNR N132D: Highly Redshifted X-ray Emission from Iron Ejecta
IGR J16318-4848
Glimpse of the highly obscured HMXB IGR J16318–4848 with Hitomi
G21.5-0.9
Hitomi X-ray Observation of the Pulsar Wind Nebula G21.5$-$0.9
Crab2018-09-13

PASJHitomi
Specialissue4

「代替機」ミッション要求 (2017.4)• 「ひとみ」がめざした超精密分光の早急な回復– X線マイクロカロリメータによる分光撮像– 補完する観測装置（早期に確実におこなうために保守的な選択）• 同じ帯域を（実績のある）異なる形式の観測装置で観測• より広い視野を観測• 「ひとみ」がめざした広帯域分光→高宇連・将来計画ロードマップ– 硬X線帯域は、当面、 NuSTAR がカバー
– HXI/SGD のサイエンスと技術は NuSTAR を凌駕するミッションとして 2020年代後半～2030年代に実現 (ex. FORCE ).
– Athena/Lynx 時代に独自のサイエンスを展開

Resolve (XMA – X-ray μ-calorimeter) + Xtend (XMA – X-ray CCD camera)※ XMA = X-ray Mirror Assembly、「ひとみ」のSXT に対応
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田代 信 @ 学術会議マスタープランシンポ5

XRISM衛星の概要

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XRISM 搭載観測装置
Instrument

FOV/pix

ΔE (FWHM @6keV)

EnergybandResolve

2.9’ □ /6 x 6 pix

7 eV(goal 5 eV)

0.3 – 12
keV

Xtend

< 250 eV at EOL
38’ □/
1280 x 1280 pix (< 200 eV at BOL)

(XMA + X-raymicrocalorimeter)(XMA + X-ray CCD)

0.4 – 13
keV
Xtend

XARM

ResolveXMM
NuSTAR
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ChandraResolve w/closed GV
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Science Objectives•

宇宙の構造形成と銀河団の進化---銀河団の構造形成– 銀河団における熱的エネルギーと非熱的エネルギーの分布と散逸過程を観測– 銀河団の成長のようすを熱力学と動力学的の両面から直接観測•宇宙の物質循環の歴史---重元素の進化と輸送– 恒星や超新星爆発による元素合成から、星間空間・銀河間空間に至るさまざまな階層の元素循環をトレース– 宇宙の元素組成の進化を直接観測•

宇宙のエネルギー輸送と循環

Hitomi collaboration, Nature, 2016---高重力・電磁場・衝撃波中の物質/エネルギー輸送– 銀河と活動銀河核による物質とエネルギーフィードバックの機構を観測– 銀河中心巨大ブラックホールと銀河の共進化に対する寄与を明らかにする•

超高分解能X 線分光による新しいサイエンスの開拓---新世界へ– 画期的な分光性能による宇宙プラズマ精密観測にかかわる診断方法の開拓– 鉄輝線・吸収線の重力赤方偏移の探査– X 線天文学の新時代にふさわしい観測に取り組む

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田代 信 @ 学術会議マスタープランシンポ

Hitomi collaboration, Nature, 20178

XtendBusAgencies

PM
co-PMi-M

i-Ms

(PM)

AcademiaPIco-PI

i-PI

i-PIs

PE

i-SPI

i-SPI

Engineers(DEs)

team

team

Team

accountability(engineering)

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Ground system

Resolve

Integrated system

XRISM team：開発と運用

MOT

LeaderSMO

SOTLeaderchairs

Team田代 信 @ 学術会議マスタープランシンポ

team

SMO: sciencemanagement office
SOT: science operations
team
Observers/collaborator(Academia)(citizens)

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初期成果創出 (PV phase)PV phaseまでの科学成果創出は、XRISM Science team全体で責任を負う
Science Management Office (SMO)がそのマネージメントをする:
SMO には、３宇宙機関からの推薦メンバーを加える。

PV
TargetTeam 1
さらに、PV天体選定後に、ターゲットチームが必要とする能力をもつメンバーを少数加える

2018-09-13+ PVCS A

PVTargetTeam 2

PVTargetTeam n+ PVCS Z

田代 信 @ 学術会議マスタープランシンポ
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XRISM team2018-09-13

田代 信 @ 学術会議マスタープランシンポ

11進捗と今後科学観測検討Science Team meeting(2018/10/1-3 @金沢大)
国際チーム結成
SDRXRISMプロジェクト
発足 (on July 1st, 2018)

XARM/XRISM
internationalteam kick-off
2018/5/19-20（@奈良女）JAXA ミッション定義/システム要求
JAXA pre-project開始 / NASA project開始
NASA CDR
AOs: Participating Scientistの募集
Hitomi Lessons Learned の共有
X線天文衛星代替機の提案
JAXA-NASA , ESA collaboration
XARM 提案
運用終了  教訓と対策
原因究明

Hitomi Failure

2018

GO Programnow

2020s’ 打ち上げ & 初期観測
インターフェース・総合試験・運用試験
製造・試験
2019
詳細設計フェーズ
基本設計フェーズ

20172016
XARM team Japan kick off meeting 2017/12/26 @ ISAS

2018-09-13

田代 信 @ 学術会議マスタープランシンポ

12Aiming the new world in 2020s
withXRISM

2018-09-13

田代 信 @ 学術会議マスタープランシンポ

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