研究者業績
基本情報
- 所属
- 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 宇宙物理学研究系 教授東京大学大学院 理学系研究科 物理学専攻 教授量子場計測システム国際拠点(QUP) (主任研究者)北里大学大学院 理学研究科 客員教授
- 学位
- 博士(理学)(1996年3月 東京大学)
- ORCID ID
https://orcid.org/0000-0003-4885-5537- J-GLOBAL ID
- 200901003330670433
- Researcher ID
- C-2252-2008
- researchmap会員ID
- 5000019022
- 外部リンク
経歴
2-
2002年7月 - 2018年1月
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1993年 - 2002年
学歴
2-
1989年4月 - 1993年3月
-
1985年4月 - 1989年3月
委員歴
2-
2017年10月 - 2023年9月
-
2014年10月 - 2017年9月
論文
277-
Publications of the Astronomical Society of Japan 2026年3月3日Abstract The thermodynamic properties of the intracluster medium (ICM) at the outskirts of galaxy clusters provide valuable insights into the growth of the dark matter halo and the heating of the ICM. Considering the results of the soft X-ray background study of noncluster Suzaku fields, we revisit 65 Suzaku pointing observations of the Perseus cluster in eight azimuthal directions beyond ${\sim }1$ Mpc ($\sim$0.8$r_{500}$). A possible foreground component, whose spectrum is modeled as a 1 keV collisional ionization equilibrium plasma, significantly affects the temperature and density measurements of the ICM in cluster outskirts. The emission measures in the six arms are similar, showing that the radial slopes of temperature and density follow $r^{-0.67\pm 0.25}$ and $r^{-2.21\pm 0.06}$, respectively. The radial pressure profile is close to the average profile measured by the Planck satellite. The resulting entropy slope is $\propto r^{0.81\pm 0.25}$, consistent with the theoretical slope of 1.1. The integrated gas fraction, the ratio of the integrated gas mass to the hydrostatic mass, is estimated to be 0.13 $\pm$ 0.01 and 0.18 $\pm$ 0.02 at $r_{500}$ and $r_{200}$, respectively, consistent with the cosmic baryon fraction. These results suggest that the ICM at the cluster outskirts is quite regular and close to hydrostatic equilibrium. The remaining two arms show that the emission measure is higher by a factor of 1.5–2, possibly due to accretion from filaments from the large-scale structure. A sudden drop in the emission measure also occurs in a direction toward one of the filaments.
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The Astrophysical Journal 998(2) 210-210 2026年2月11日Abstract The XRISM/Resolve microcalorimeter directly measured the gas velocities in the core of the Virgo Cluster, the closest example of active galactic nucleus (AGN) feedback in a cluster. This proximity allows us to resolve the kinematic impact of feedback on scales down to 5 kpc. Our spectral analysis reveals a high velocity dispersion of km s −1 near the AGN, which steeply declines to ∼60 km s −1 between 5 and 25 kpc in the northwest direction. The observed line-of-sight bulk velocity in all regions is broadly consistent with the central galaxy, M87, with a mild trend toward blueshifted motions at larger radii. Systematic uncertainties have been carefully assessed and do not affect the measurements. The central velocities, if attributed entirely to isotropic turbulence, correspond to a transonic intracluster medium at sub-6 kpc scales with 3D Mach number and a nonthermal pressure fraction of . Simple models of weak shocks and sound waves and calculations assuming isotropic turbulence both support the hypothesis that the velocity field reflects a mix of shock-driven expansion and turbulence. Compared to other clusters observed by XRISM to date, M87’s central region stands out as the most kinematically disturbed, exhibiting both the highest velocity dispersion and the largest 3D Mach number, concentrated at the smallest physical scales.
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Astronomy & Astrophysics 706 A86-A86 2026年2月3日Context. Hot, X-ray emitting atmospheres pervading galaxy clusters (and groups) are rich in metals, which have been synthesised and released by asymptotic giant branch (AGB) stars, core-collapse supernovae (SNcc), and Type Ia supernovae (SNIa) over cosmic history. This makes the intracluster medium (ICM) an ideal astrophysical system to constrain its chemical composition, and hence ultimately understand metal production and enrichment on megaparsec scales. Aims. In this work, we take advantage of the unprecedented ∼5 eV resolution offered by the Resolve instrument on board the XRISM observatory to measure the chemical composition of the core of the bright, nearby, and metal-rich Centaurus cluster with unprecedented accuracy. We use these measurements to provide constraints on the stellar populations having enriched the cluster core. Methods. Through a deep (287 ks) Resolve full-array spectral analysis of Centaurus, we derived the Fe abundance and its relative Si/Fe, S/Fe, Ar/Fe, Ca/Fe, Cr/Fe, Mn/Fe, and Ni/Fe ratios. We completed this high-resolution view with N/Fe, O/Fe, Ne/Fe, and Mg/Fe ratios obtained with XMM-Newton /RGS archival data. This abundance pattern was then fitted with various combinations of AGBs, SNcc and SNIa nucleosynthesis yields with the aim of constraining their explosion and/or progenitor models. Results. Similarly to the core of Perseus (from previous Hitomi /SXS results), we find that nine out of our 11 measured abundance ratios are formally consistent with the chemical composition of our Solar System (within uncertainties of the latter). However, the (super-solar) N/Fe and (half-solar) Mg/Fe ratios significantly differ from Perseus and/or other systems, and thus they provide tension with the picture of a fully solar composition ubiquitous to all systems. In addition, possible uncertainties in O/Fe and Ne/Fe with atomic codes highlight the need for studying more systems at high spectral resolution to assess (or rule out) the universality of the ICM composition in clusters’ cool cores. Combinations of (AGB+)SNcc+SNIa yield models can reproduce our observed X/Fe ratios in all cases. However, whether two distinct populations of SNIa are needed depends on the weight of our RGS measurements. We also briefly discuss the possibility of a multi-metallicity gas phase in this respect.
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Nature 650(8101) 309-313 2026年1月28日
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NATURE ASTRONOMY 10(1) 2026年1月
MISC
204-
2015 15TH INTERNATIONAL SUPERCONDUCTIVE ELECTRONICS CONFERENCE (ISEC) 2015年 査読有り
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電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114(247) 59-63 2014年10月15日分散型X線分光分析(EDS)を用いた走査型透過電子顕微鏡(STEM)は,ナノテクノロジー,材料工学,バイオテクノロジーのような様々な研究分野での組成分析において重要なツールとなっている.しかし,STEM-EDSの従来の半導体検出器では,低いエネルギー分解能(〜130eV)のためスペクトルの多くを分離することが難しい.そこで我々の研究グループでは,広いエネルギー帯域(0.5-10keV)で高いエネルギー分解能(<10eV)を達成するために超伝導遷移端型(TES)X線マイクロカロリメータアレイを搭載したSTEM-EDSシステムの開発を行っている.本発表では,STEM用に設計された64素子TESアレイの試作結果とそのX線照射実験の結果について報告する.
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電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114(247) 53-57 2014年10月15日我々は小型X線天文衛星DIOS搭載に向け超伝導遷移端型X線マイクロカロリメータのための周波数分割方式信号多重化回路の開発を続けている。今回我々は限られた冷却能力でも256素子以上のマイクロカロリメータを駆動可能な低発熱型SQUIDと、周波数分割多重化読み出し用のLCフィルタ付き基板の開発を行った。また、TES読み出しに向け、極低温回路とデジタル読み出し回路を結ぶアナログフロントエンド回路の試作を行い、評価を行っている。さらに、グラジオメータ型SQUIDについて、外部より地磁気程度の磁場を印可し、磁場耐性試験を行った。
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電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 114(247) 49-52 2014年10月15日宇宙におけるX線の観測対象は惑星から超銀河団にまで多岐に及ぶ。次世代の宇宙X線観測用検出器には、数keVに対して数eVのエネルギー分解能とメガピクセルの撮像能力が望まれる。X線マイクロカロリメータはそれらを同時に実現できる可能性をもつ検出器である。これまで、極低温(〜100mK)で素子の電気抵抗の変化からX線エネルギーを測定する仕組みによって、数eVのエネルギー分解能を達成している。ただし、各素子に最低1対の配線が必要であり、その熱流入により撮像能力は制限される。この問題を解決するために、我々は、素子の誘電率の変化を用いる「誘電体X線マイクロカロリメータ(DXMC)」を考案し、開発を行っている。現在までに、誘電体SrTiO_3を素子材料として用いた1ピクセルのDXMCによってLED光照射による信号を検出している。
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SPACE TELESCOPES AND INSTRUMENTATION 2014: ULTRAVIOLET TO GAMMA RAY 9144 2014年 査読有り
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2014 IEEE NUCLEAR SCIENCE SYMPOSIUM AND MEDICAL IMAGING CONFERENCE (NSS/MIC) 2014年 査読有り
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2014 ASIA-PACIFIC MICROWAVE CONFERENCE (APMC) 160-162 2014年 査読有り
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Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering 9144 2014年 査読有り
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電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113(232) 31-36 2013年10月2日小型X線天文衛星DIOS搭載に向け我々は超伝導遷移端型X線マイクロカロリメータのための周波数分割方式信号多重化回路の開発を行っている。極低温での限られた冷却能力でも256素子以上のマイクロカロリメータを駆動可能な低発熱型多入力dc QUID を開発し、評価を行ってきた。また、低発熱型多入力SQUIDの性能を最大限引き出すため、FPGA評価ボードとADC/DACモジュールを用いて周波数分割方式信号多重化装置の開発も行い、SQUIDとダミー素子を用いて信号対雑音比の評価を行った。
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電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 113(232) 37-41 2013年10月2日我々は将来的にメガピクセルかつE/ΔE〜1000での撮像分光観測を目的としたX線マイクロカロリメータ(DMC)の開発を進めている。これは誘電体温度計をキャパシタとして用いたLC共振器を素子とし共振周波数(fr)の変化からX線エネルギーを分光する。素子毎にfrを変えることで、1本の配線で原理的に数1000素子の信号多重化が可能である。これまでの先行研究によって極低温でSrTiO_3の比誘電率に温度依存性が確認された。そしてSrTiO_3を用いたQ>1000の共振器の開発に成功した。現在は原理実証のためSrTiO_3を用いたシングルピクセルでのX線検出を目指している。ここではこれまでの研内内容と将来計画を発表する。
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日本物理学会講演概要集 68(1) 133-133 2013年3月26日
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Acta Polytechnica 53(1) 583-588 2013年 査読有り
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Proceedings of the 26th Workshop on Radiation Detectors and Their Uses 66-73 2012年12月1日
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電子情報通信学会技術研究報告. SCE, 超伝導エレクトロニクス 112(262) 19-23 2012年10月18日小型X線天文衛星DIOS搭載に向けた低発熱型多入力SQUIDの開発を行った。DIOS衛星では冷凍機の仕様により、SQUID単体あたりの最大発熱量が20 nWと大幅に制約される。また、数百チャネルの素子を読み出すために周波数分割方式による多重化が行われる。そこで我々は、周波数分割方式による多重化システムで使用可能な低発熱型多入力SQUIDの開発を行っている。今回我々は、発熱量を20nWに抑えたこれまでにないSQUIDを目指し開発を行った。結果、ゲインが若干満たないものの、実用可能な低発熱型SQUIDの開発に成功した。また、同SQUIDの宇宙放射線による性能劣化を見積もるため、コバルト60を線源とした放射化試験も行い、軌道上で想定される被爆量の10倍でも劣化が見られないことを確認した。
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Astronomische Nachrichten 333(4) 319-323 2012年4月 査読有り
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日本物理学会講演概要集 67(1) 141-141 2012年3月5日
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原子力学会予稿集 2012 88-88 2012年超伝導転移端センサ(TES)型マイクロカロリーメータX線検出器は、入射X線光子を吸収して熱エネルギーに変換する吸収体と、吸収体の微小な温度変化を高精度で計測するTESとで構成される。本研究では、X線有感部の面積を広くするために、TESとほぼ同じ面積を有する吸収体をTES上に積層した全面吸収体構造を考案した。吸収体はTESを覆うかさ部とTESへ熱を伝えるステム部からなるマッシュルーム構造をしており、かさ部とTESの間には、絶縁層が挿入されている。この全面吸収体構造を有するTES型X線検出器のX線応答特性について報告する。
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SUZAKU 2011: EXPLORING THE X-RAY UNIVERSE: SUZAKU AND BEYOND 1427 2012年 査読有り
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SPACE TELESCOPES AND INSTRUMENTATION 2012: ULTRAVIOLET TO GAMMA RAY 8443 2012年 査読有り
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SUZAKU 2011: EXPLORING THE X-RAY UNIVERSE: SUZAKU AND BEYOND 1427 2012年 査読有り
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SPACE TELESCOPES AND INSTRUMENTATION 2012: ULTRAVIOLET TO GAMMA RAY 8443 2012年 査読有り
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SPACE TELESCOPES AND INSTRUMENTATION 2012: ULTRAVIOLET TO GAMMA RAY 8443 2012年 査読有り
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SUZAKU 2011: EXPLORING THE X-RAY UNIVERSE: SUZAKU AND BEYOND 1427 2012年 査読有り
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SPACE TELESCOPES AND INSTRUMENTATION 2012: OPTICAL, INFRARED, AND MILLIMETER WAVE 8442 2012年 査読有り
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SUZAKU 2011: EXPLORING THE X-RAY UNIVERSE: SUZAKU AND BEYOND 1427 2012年 査読有り
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OPTICS FOR EUV, X-RAY, AND GAMMA-RAY ASTRONOMY V 8147 2011年 査読有り
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日本物理学会講演概要集 65(1) 105-105 2010年3月1日
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2010 International Conference on Optical MEMS and Nanophotonics, Optical MEMS and Nanophotonics 2010 191-192 2010年 査読有り
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2010 International Conference on Optical MEMS and Nanophotonics, Optical MEMS and Nanophotonics 2010 151-152 2010年 査読有り
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SPACE TELESCOPES AND INSTRUMENTATION 2010: ULTRAVIOLET TO GAMMA RAY 7732 2010年 査読有り
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SPACE TELESCOPES AND INSTRUMENTATION 2010: ULTRAVIOLET TO GAMMA RAY 7732 2010年 査読有り
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SPACE TELESCOPES AND INSTRUMENTATION 2010: ULTRAVIOLET TO GAMMA RAY 7732 2010年 査読有り
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SPACE TELESCOPES AND INSTRUMENTATION 2010: ULTRAVIOLET TO GAMMA RAY 7732 2010年 査読有り
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CIRP Annals - Manufacturing Technology 59(1) 351-354 2010年 査読有り
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Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering 7732 2010年 査読有り
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Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering 7732 2010年 査読有り
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Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering 7732 2010年 査読有り
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EUV AND X-RAY OPTICS: SYNERGY BETWEEN LABORATORY AND SPACE 7360 2009年 査読有り
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EUV AND X-RAY OPTICS: SYNERGY BETWEEN LABORATORY AND SPACE 7360 2009年 査読有り
担当経験のある科目(授業)
1-
2003年3月 - 現在宇宙物理学特論I (隔年開講,前期) (東京大学大学院)
所属学協会
3-
2010年 - 現在
共同研究・競争的資金等の研究課題
22-
日本学術振興会 科学研究費助成事業 2020年11月 - 2025年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A) 2020年11月 - 2025年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(A) 2019年4月 - 2022年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B) 2018年4月 - 2022年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B) 2018年4月 - 2021年3月
教育内容やその他の工夫
1-
件名宇宙研での大学院教育概要宇宙の構造形成の観測的研究を主に極低温観測技術を用いて行なっている。東京大学,北里大学から大学院学生をうけいれ,大学院では,新しい検出器の開発とその応用および観測的研究の専門教育を行なう。大学院では,「誰もやったことがないこと」を自ら行なう力をつけることを目標にする。
● 指導学生等の数
10-
年度2018年度(FY2018)博士課程学生数1修士課程学生数1
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年度2019年度(FY2019)博士課程学生数1修士課程学生数3
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年度2020年度(FY2020)博士課程学生数1修士課程学生数3
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年度2018年度(FY2018)博士課程学生数1修士課程学生数1
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年度2019年度(FY2019)博士課程学生数1修士課程学生数3
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年度2020年度(FY2020)博士課程学生数1修士課程学生数3
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年度2022年度(FY2022)博士課程学生数3修士課程学生数2
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年度2023年度(FY2023)博士課程学生数2修士課程学生数1
-
年度2024年度(FY2024)博士課程学生数2修士課程学生数2
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年度2025年度(FY2025)博士課程学生数2修士課程学生数5
● 指導学生の顕著な論文
6-
指導学生名高久諒太所属大学東京大学著者名, ジャーナル名, 巻号ページ(出版年)Takaku et al. , Journal of Applied Physics, 128(22), id.225302, (2020)論文タイトルBroadband, millimeter-wave anti-reflective structures on sapphire ablatedwith femto-second laserDOIhttp://doi.org/10.1063/5.0022765
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指導学生名中島裕貴所属大学Univ. of Tokyo著者名, ジャーナル名, 巻号ページ(出版年)Nakashima et al. Applied Physics Letters, 117 122601 (2020)論文タイトルLow-noise microwave SQUID multiplexed readout of 38 x-ray transition-edge sensor microcalorimetersDOIhttp://doi.org/10.1063/5.0016333
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指導学生名紺野良平所属大学Kitasato Univ.著者名, ジャーナル名, 巻号ページ(出版年)Konno et al. Journal of Low Temperature Physics 199, 654 (2019)論文タイトルDevelopment of TES micsrocalorimters with solar-axion converterDOIhttp://doi.org/10.1007/s10909-019-02257-9
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指導学生名山本亮所属大学Univ. of Tokyo著者名, ジャーナル名, 巻号ページ(出版年)Yamamoto et al. , Journal of Cosmokogy and Astrophysics, 02 (2020) 011論文タイトルA Search for a Contribution from Axion-Like Particles to the X-Ray Diffuse Background Utilizing the Earth's Magnetic FieldDOIhttp://doi.org/10.1088/1475-7516/2020/02/011
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指導学生名関谷典央所属大学University. of Tokyo著者名, ジャーナル名, 巻号ページ(出版年)Sekiya, Yamasaki, and Mitsuda, Publications of Astronomical Society in Japan, 68(SP1), S31 (2016)論文タイトルSearch for a keV Signature of Radiatively Decaying Dark Matter with Suzaku XIS Observations of the X-ray Diffuse BackgroundDOIhttp://doi.org/10.1093/pasj/psv081
-
指導学生名三石郁之所属大学Univ. of Tokyo著者名, ジャーナル名, 巻号ページ(出版年)Mitsuishi, Yamasaki, and Takei, Publications of Astronomical Society in Japan, 65, 44 (2013)論文タイトルAn X-Ray Study of the Galactic-Scale Starburst-Driven Outflow in NGC 253DOIhttp://doi.org/10.1093/pasj/65.2.44
● 専任大学名
1-
専任大学名東京大学(University of Tokyo)
● 所属する所内委員会
1-
所内委員会名ナノエレクトロニクスクリーンルーム運営委員会