Astro-E2 XRS
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Astro-E2 XRSAstro-E2 XRS石崎 欣尚 ( 東京都立大 ), 山崎 典子 (ISAS/JAXA), XRS team
Astro-E2 講習会 2004/07/03 立教大学、 2004/07/10 京都大学
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検出原理検出原理X 線マイクロカロリメータ
Ts
ΔE ∝ kB T 2C
Ts ~ 60 mK C ~ 0.18 pJ/KG ~ 53 pW/Kτ ~ 3.5 msΔT ~ 5.3 mK
(E = 6 keV)
Time
Tem
pera
ture
τ = C / G
ΔT = E / C
エネルギーによらずほぼ一定 (6-7 eV)
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XRS XRS マイクロカロリメータ・アレイマイクロカロリメータ・アレイ吸収体 Hg Te ( 8.5 µm 厚)サイズ 624 µm / ピッチ 640 µm
取り付け用タグ × 4 ヶ所
3.82
43.
824
mmmm
Stahle, C.K. et al (2004) NIM-A 520, p466Brekosky, R.P. et al (2004) NIM-A 520, p439
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ピクセルピクセル IDID
X 20 22 31 29 X
18 19 21 30 28 27
16 17 23 24 26 25
9 10 8 7 1 0
11 12 14 5 3 X
X 13 15 6 4 X
3 X
ΔE=15 eV @ 6 keV
ΔE=8 eV @ 6 keV
エネルギー
較正用
※ ピクセル番号 2 は欠番
Look-down ( 上下反転 )
空は見えない 常に 。5.9 keV の X 線 (Mn-
Kα) を照射。
Look-up
Technical Description Fig. 2.5
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有効面積、エネルギー分解能の比較有効面積、エネルギー分解能の比較有効面積 (cm2) エネルギー分解能
(eV) XRS XR
S
Energy (keV)
Energy (keV)
XRS の利点高エネルギー側で有効面積 エネルギー分解能が高・い大きく広がった天体に対しても分光可能
Technical Description Fig. 2.8 / 2.9
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キャリブレーションの不定性キャリブレーションの不定性
Requirement Goalエネルギースケール 2 eV 1 eVライン幅 1 eV 1 eV有効面積 (XRT+XRS) 10 % 5 %時刻付け精度 300 μs 100 μs相対時間差精度 80 μs 10 μs
Technical Description Table 2.2
※ これにポアソン統計による誤差を合わせたものが実際の決定精度
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イベントフラグイベントフラグ
Technical Description Fig. 6.5
同一ピクセルでの前後のイベントとの時間差により、H, Mp, Ms, Lp, Ls の 5 種類に分類 (p: primary, s: secondary)
H
Mp Lp Ms Ms Ls Ls Ls Ls
Technical Description Fig. 2.11
※ H, Mp については、分解能はほとんど変わらないが、それ以外についてはやや劣化
1 mCrabH + Mp
Ms
Lp + Ls
H
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フィルターホイールフィルターホイール
1. Open --
2. Open55Fe & 41Ca
default during Earth occultation
3. Be 300µm --
4. Be 300µm 55Fe
5. ND 10% --
6. ND 10% 55Fe
1
2
33
44 55
66
カウントレート調整 & ピクセル間エネルギースケール較正用に、 XRT - XRS
間に設置
Technical Description Fig. 2.3
OPEN Be30
0
※ XRS でユーザーが指定すべき唯一のパラメータ
Technical Description Table 6.1
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検出器バックグランド検出器バックグランド• crosstalk (electrical & thermal)• cosmic rays interacting in pixel• cosmic rays interacting with frame (small pulses in multiple pixels)
検出器直下の赤枠位置にAnti-Coincidence 検出器(Si PIN 500 µm 厚 ) を装
備
イベントにフラグづけ
(FLAG_ANTICO)
Electrical crosstalk
Cosmic rays into frame
エネ
ルギ
ー (
eV)
Crosstalk 除去ツール (xrscrosstalk) で除去可
能予想される検出器バックグランド ~ 数 count/pixel/day
Stahle, C.K. et al (2004) NIM-A 520, p472
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システム構成システム構成
Technical Description Fig. 6.2
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運用に関して運用に関して
軌道上寿命 約 2.5 年( 機械式冷凍機の運転状況による )
ADR のリサイクル ~ 1 日に1回、 1 時間程度
フィルタホイールの駆動 観測ターゲットの地没ごと
(CAL ソース位置の未使用時 )
CAL ピクセルによるゲインモニタ常時温度モニタ (ACHE) 、ノイズモニタ (CDP)
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観測シミュレーション観測シミュレーション
xrssim (Linux/MacOSX/Tru64/Solaris) をリリース予定
対応していること - 広がった天体の観測シミュレーション - イベントフラグの判定 - ピクセルごとのカウント数の見積もり
バックグランド クロストーク ソースの地没判定など、 、は未対応
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地上較正データの例地上較正データの例 (1)(1)
Technical Description Fig. 6.4
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地上較正データの例地上較正データの例 (2)(2)
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
0 4 8 12 16 20 24 28 32
Ene
rgy
Res
olut
ion
(FW
HM
) eV
Channel Number
Pixel by Pixel Energy Resolution(Preliminary, typical error ~ ±0.2 eV)
Red: 6 keVBlue: < 1 keV
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地上較正データの例地上較正データの例 (3)(3)
Line Spread Function of MnK
![Page 16: Astro-E2 XRS](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022103006/56813280550346895d991a9d/html5/thumbnails/16.jpg)
地上較正データの例地上較正データの例 (4)(4)
Energy resolution dependence on Photon Energy
![Page 17: Astro-E2 XRS](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022103006/56813280550346895d991a9d/html5/thumbnails/17.jpg)
地上較正データの例地上較正データの例 (5)(5)Hg-L edge strength using a continuum x-ray source
• We use the edge strength to determine the thickness of the HgTe absorbers, then the quantum efficiency.
• Preliminary results are consistent with the 8.5 µm thick determined by the mass.
![Page 18: Astro-E2 XRS](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022103006/56813280550346895d991a9d/html5/thumbnails/18.jpg)
地上較正データの例地上較正データの例 (6)(6)
He-like Fe XXV & satellitesin EBIT plasma at Lawrence Livermore National Laboratory
Brown, G.V. et al (2004) in Proceedings of the 14th Topical Conference on Atomic Processes in Plasmas
![Page 19: Astro-E2 XRS](https://reader038.fdocuments.net/reader038/viewer/2022103006/56813280550346895d991a9d/html5/thumbnails/19.jpg)
地上較正データの例地上較正データの例 (7)(7)EBIT plasma at Lawrence Livermore National Laboratory
OVII and OVIII ionsNow using array from XRS-2 lot5.5 eV composite resolution (< 1 keV)
Uncorrected for filter transmittance20 min exposure