理研ら，X線偏光観測衛星を打ち上げ

理化学研究所（理研），山形大学，名古屋大学，広島大学が参加する国際プロジェクトは，「X線偏光観測衛星IXPE（Imaging X-ray Polarimetry Explorer）」を，日本時間2021年12月9日（木）午後3時に，米国航空宇宙局（NASA）ケネディー宇宙センターから打ち上げる（ニュースリリース）。

IXPE衛星は米国主導によるプロジェクトだが，日本からも観測に欠かせないX線偏光計のセンサー部品「ガス電子増幅フォイル」とX線望遠鏡の「受動型熱制御薄膜フィルター」を提供している。

X線偏光観測により，宇宙空間での現象を新しい切り口で捉えられる。例えば，恒星とブラックホールがお互いの周りを回っている連星系では，恒星から流れ出した物質がブラックホールに吸い込まれる際に，「降着円盤」というプラズマの円盤が形成される。

降着円盤はブラックホールに近づくほど高温になり，ブラックホールのそばではX線が放出される。このX線の偏光は，円盤の面に平行な方向に偏っていると考えられている。つまり，X線の偏光を見ることで，遠くにある円盤の構造が，まるでその場にいるように観測できる。

ブラックホールのごく近くでは，強い重力場やブラックホール自身の高速回転により時空がゆがめられる。それにより偏光にわずかな変化が生じるため，X線偏光を精度良く捉えれば，ブラックホール周りの時空のゆがみ具合やブラックホールの回転を観測できる。

ブラックホールと同様に小さな高密度天体である一部の中性子星は，地球磁気の100兆倍以上の強い磁場を持つと考えらえれている。そのような強磁場中では真空そのものがゆがめられ，磁場の向きにより光の速度が変化すると考えられている。

その中では波の偏りがそろうことが予想されており，X線偏光観測により，特異な真空が世界で初めて実験的に検証されることが期待できる。ほかにも，偏光観測で磁場の向きを測定できるようになるため，星の爆発で形成された衝撃波により，粒子をほぼ光速にまで加速するメカニズムなど，多くの謎が解明されるものと期待されている。

IXPE衛星は打ち上げ後，宇宙空間で1カ月間，機能・性能評価を行なった後，科学観測を始める。運用期間は約2年間を予定しているが，最初の数カ月～半年程度の観測で，多くの新発見が期待できるという。また，2年間の運用後も，衛星の機能が維持されている限り運用は延長される。

また，X線偏光天文学をさらに推し進めるために，次世代のX線偏光観測衛星も日米欧および欧中の各研究グループにより計画されているという。