「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

　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

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。

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

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）

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)

４、観測天体　Hercules X-1

観測 ：　 2008/2/21-22 　　 Exposure ： 64 ksec

ＲｅｆｅｒｅｎｃｅｓEnoto et al. 2008, PASJ, 60, S57Nagase. 1989, PASJ, 41, 1Soong et al. 1990, ApJ, 348, 634Larsson. 1996, A&A suppl, 117, 197Leahy. 1987, A&A, 180, 275

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（ χ ２）が１番大きい周期（ Best Period ） を探す解析方法

W09c

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 )

２、 XIS の観測モード

５、 Normal mode + Burst オプション の時刻較正

３、本研究の目的①Normal mode + Burst オプション の場合の時刻較正を行

う②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

XIS10-12keV

HXD10-12keV

χ2

χ2

Period (sec)

Best Period

Best Period

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)

XIS１、 X 線天文衛星「すざく」 搭載検

出器HXD

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

• 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

coun

ts/s

ec

HXDピーク

Pulse Phase

ずれ

1.237748 s

XIS10-

12keV

HXD10-12keV

XISピーク

coun

ts/s

ec

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 sHXD : 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

cros

s-co

rrel

atio

n

relative shift (phase/16)

XIS が遅れている

HXD が遅れている