働く酵素の姿をミリ秒で捉える
―SACLAが拓く新しい時分割タンパク質構造決定法の可能性―

2025年12月19日
大阪医科薬科大学
大阪大学
東北大学
龍谷大学
大阪公立大学
量子科学技術研究開発機構
神戸大学
理化学研究所
高輝度光科学研究センター
京都大学
兵庫県立大学

研究のポイント
◾️酵素の反応過程をミリ秒レベルで可視化することに成功
◾️独自の二液混合装置による時間分解結晶構造解析で、酵素が構造を変化させる仕組みを解明
◾️新しい時分割タンパク質構造決定法として、生命科学研究の可能性を大きく広げると期待

【研究の内容】
　銅含有アミン酸化酵素は様々な生物種に広く存在し、アミン類をアルデヒドとアンモニアに分解する活性を持っています。この酵素の活性中心には、銅イオンと補酵素トパキノン（TPQ）を含んでおり、ヒトの血清中の本酵素は糖尿病の発症にも関与しています。これまで、本酵素は触媒過程で、補酵素TPQが大きく構造変化することが知られていましたが、どのような仕組みで構造変化が起きるのかその詳細な仕組みは不明なままでした。そこで、この疑問を明らかにするため、研究グループは、微生物由来の銅含有アミン酸化酵素を用いて数μmサイズの微結晶を作成し、SACLAにて二液混合法を用いた時分割SFXを実施しました。酵素微結晶懸濁液と基質溶液の混合からXFEL照射までの時間（遅延時間）が異なる複数のデータセット（22 msから100 msまで計9セット）を取得しました。遅延時間の増加に伴い、補酵素TPQとその周辺残基や水分子の電子密度の形状と占有率が変化していることを観測し、反応時間軸に沿った各反応中間体の構造変化を明確にとらえることに成功しました（図1）。

　さらに、本酵素の触媒過程での構造変化は活性中心のみで起こると従来は考えられていましたが、基質結合に伴いドメインレベルでの構造変化が起き、これに連動して活性中心での構造変化が進行することが明確になりました（図2）。

　このようなタンパク質全体の僅かな動きを検出することは従来の解析法では困難であり，本研究の大きな成果といえます。

【本研究が社会に与える意義（社会的意義）】
　今回の研究では、酵素の精緻な動きの一端を原子レベルで明らかにしています。酵素科学における重要な研究テーマの一つに、新しい機能性を持つ酵素の分子設計が挙げられますが、今回の成果は、この分野に大きく寄与する可能性があります。一般的に、酵素は多段階の反応ステップを経由し常温常圧で効率良く働きますが、各ステップにおいて素早く最適な構造をとる必要があります。その動きの原理や基質が化学変化した中間体の構造を理解することは、各種の有用酵素の設計・開発にも大きな進展をもたらすと期待されます。

【研究者のコメント】
　高品質の微結晶を大量に得ることは非常に困難でしたが、その苦労のかいあって、想像以上に多くの知見が得られました。二液混合法を用いた時分割SFXは技術的には困難な課題も伴いますが、その原理から多くの酵素反応の適用が可能であり、今回の成果は、多くの酵素科学者にとっての夢である酵素反応のflipbook（パラパラマンガ）作りへの重要な第一歩といえます。

【発表者】
（所属・役職等は全て研究当時のもの）
　村川武志：大阪医科薬科大学 医学部 助教
　鈴木 守：大阪大学 蛋白質研究所 准教授
　福井健二：大阪医科薬科大学 医学部 助教
　桝田哲哉：龍谷大学 農学部 教授
　溝端栄一：大阪大学 大学院工学研究科 講師
　角南智子：量子科学技術研究開発機構 量子生命科学研究所 主幹研究員
　登野健介：高輝度光科学研究センター XFEL利用研究推進室 チームリーダー
　南後恵理子：東北大学 多元物質科学研究所 教授，理化学研究所 放射光科学研究センター チームリーダー
　當舎武彦：兵庫県立大学大学院 理学研究科 教授
　矢野貴人：大阪医科薬科大学 医学部 教授
　谷澤克行：大阪大学 産業科学研究所 招へい教授
　岡島俊英：大阪大学 産業科学研究所 准教授

【用語説明】

複数元素置換で鉄酸ビスマスに新しい機能を付与
―コンデンサと磁石の性質に加え、室温での負熱膨張を発現―

2025年11月28日
東京科学大学
神奈川県立産業技術総合研究所
名古屋工業大学
高輝度光科学研究センター
京都大学
科学技術振興機構(JST)

○ ペロブスカイト型酸化物鉄酸ビスマスのビスマス・鉄の両方を異種元素で置換。
○ 強誘電性と強磁性が共存するため、低消費電力の次世代磁気メモリへの応用に期待。
○ 温めると縮む、負熱膨張も発現。

AIやクラウドの普及による情報処理量の爆発的な増大に伴い、情報機器の電力消費増加が問題になる中で、低消費電力・不揮発性の次世代メモリデバイスへの要求が高まっています。その材料として注目されているのが、磁性（強磁性あるいは反強磁性）と強誘電性を併せ持つマルチフェロイック物質^{（用語5）}です。磁化と強誘電性の相関が十分に強いマルチフェロイック物質を用い、電場によって磁化（N極－S極の向き）方向を反転することができれば、不揮発性・高安定性という現在の磁気メモリの特徴を生かしつつ、低消費電力で駆動する簡易な素子構造を持つ次世代磁気メモリを実現できると期待されます。これまでに東教授らのグループは、反強磁性^{（用語6）}強誘電体の鉄酸ビスマス(BiFeO₃)の鉄を一部コバルト(Co)で置換すると、隣り合うスピン（原子レベルのN極－S極に対応）の向きが反平行からずれることで、電気分極に直交した弱強磁性^{（用語7）}の自発磁化を持つこと、電場によって分極を反転した際に磁化を反転できることを報告し、住友化学次世代環境デバイス協働研究拠点において、メモリデバイスの開発を進めていました。しかしながら、保磁力^{（用語8）}が低く、磁気情報の安定性に課題がありました。
一方で、光通信や半導体製造など、精密な位置決めや部材の寸法管理が要求される局面では、わずかな熱膨張が大きな問題になります。そこで、温度が上昇すると収縮するという、“負の熱膨張”を持つ物質によって、構造材の熱膨張を補償（キャンセル）することが試みられています。 同研究グループは負熱膨張材料BiNi_1-xFe_xO₃（鉄をニッケル(Ni)で置換したBiFeO₃、BNFOと表記、xは0と0.5の間の任意の数）を開発、日本材料技研株式会社からBNFOの商品名で市販していますが、合成に人造ダイヤモンドと同様の高圧が必要で、価格が高いことが問題でした。

今回の研究では、強誘電性と強磁性を併せ持つとともに、負の熱膨張性も有する材料を開発しました。具体的には、高圧合成の手法を用いてBiFeO₃のAサイトのビスマス(Bi)をカルシウム(Ca)で、Bサイトの鉄をルテニウム(Ru)やイリジウム(Ir)で等量置換すると、弱強磁性の出現を阻んでいたスピンサイクロイド変調構造^{（用語9）}が消失して自発磁化が出現することを、磁化測定とメスバウアー分光^{（用語10）}で明らかにしました（図1）。鉄をコバルトで置換した場合に比べて保磁力は4倍程度に上昇しており、次世代磁気メモリに応用した際にデータの安定性を改善できると期待できます。
また、大型放射光施設SPring-8^{（用語11）}（本研究で使用したBL名：BL02B2、BL13XU）の放射光Ｘ線回折実験^{（用語12）}で結晶構造変化を調べたところ、体積の小さい常誘電相への転移温度がBiFeO₃の1103 K（約830℃、Kは絶対温度の単位であるケルビン）から劇的に低下しており、Bi_0.85Ca_0.15Fe_0.85Ir_0.15O₃では室温近傍で1.77%もの体積負熱膨張を示すことが分かりました。負熱膨張は、卑金属であるジルコニウム(Zr)を用いたBi_0.85Ca_0.15Fe_0.85Zr_0.15O₃でも観測されました（図2）。今回見いだした物質の母物質であるBiFeO₃は常圧下で合成可能なことから、今後の合成法の改善によって、安価で高性能な負熱膨張材料となることが期待されます。

強磁性と強誘電性が共存するマルチフェロイック物質は、次世代メモリデバイス材料として期待されています。また、負熱膨張材料は、半導体などの精密加工現場での位置決めのズレや、異種材料接合界面での剥離といった熱膨張問題の解決につながるため世界的に研究が活発化しており、日本が強みを持つ材料です。
ペロブスカイト酸化物はこれらの他にも超伝導性、巨大磁気抵抗効果、イオン伝導など、多彩な機能を持つため、盛んに研究されています。Aサイト、Bサイトの両方に元素置換を行う今回の物質設計指針は、他の機能性材料の創出にも用いることができると期待されます。

鉄酸ビスマスへのA-Bサイト両置換による保磁力増大という今回の発見はデータ記録の安定性につながるため、今後は半導体製造工程で使用される微細加工技術を駆使した素子作成に取り組み、次世代の低消費電力不揮発性磁気メモリ素子の実現を目指します。また、水熱合成法などの安価な合成法を確立することで、負熱膨張材料としての応用も目指します。

本研究の一部は、JST 戦略的創造研究推進事業 CREST「非晶質前駆体を用いた高機能性ペロブスカイト関連化合物の開発（研究代表者：東正樹 東京科学大学教授、課題番号：JPMJCR22O1）」、地方独立行政法人 神奈川県立産業技術総合研究所 実用化実証事業｢次世代半導体用エコマテリアルグループ（東正樹グループリーダー）｣、日本学術振興会 科学研究費助成事業（課題番号：JP23KJ0919、JP24K17509、JP24H00374）、国際・産学連携インヴァースイノベーション材料創出プロジェクトなどの支援のもと、住友化学次世代環境デバイス協働研究拠点において実施されました。

東 正樹（アズマ マサキ） Masaki Azuma
東京科学大学 総合研究院
自律システム材料学研究センター／フロンティア材料研究所　教授
研究分野：固体化学

【用語説明】

変動電圧に強い酸化マンガン水電解触媒の開発
－揺らぎの大きい自然エネルギーを用いた水素製造に貢献－

2025年10月20日
理化学研究所

現在、環境負荷の低い水素製造技術として電気分解が注目されています。太陽電池や風力発電など、再生可能エネルギーによる電力を使って電気分解を行えば、化石燃料を使わずに水素をつくることが可能となります。

しかし、再生可能エネルギーの電力は常に安定しているわけではなく、天候などの影響で出力が変動します。例えば、太陽が陰ったり、風がやんだりすると、電圧供給が下がります。逆に、太陽が強く照り過ぎたり、風が強く吹き過ぎたりすると電圧供給が過剰となります。特に、電圧が大き過ぎると、従来の多くの触媒は分解してしまい、性能が低下してしまうという課題がありました。

このような背景の下、国際共同研究グループは、触媒の酸化分解と同時に自己修復が起こる「自己修復型」の反応経路を設計するというアプローチにより、変動条件下でも長寿命で安定的に機能するマンガン酸化物触媒の開発に取り組みました。

今回、国際共同研究グループはマンガンの酸化還元特性を最大限に活用する（図1）ことで、変動電圧下でも高い耐久性を示すマンガン酸化物触媒を開発することに成功しました。水の電気分解では、水素と酸素を別々の電極でつくるため、2種類の触媒が必要になります。特に、中村チームディレクター、李研究員らのこれまでの研究から、酸化マンガンは酸素をつくる触媒として優れていることが分かっていました^注1、2）。しかし、酸化マンガンでも2V以上の電圧では溶解してしまい（図1のオレンジの反応）、貴金属触媒である酸化イリジウムと比べて、材料寿命が短いことが課題となっていました。

溶出による触媒劣化を抑制するため、国際共同研究グループは一度溶けたマンガンイオン（図1のオレンジ）が触媒上に再生する反応（図1の緑の反応）を導入しました。具体的には、リン酸を添加することで、Mn⁷⁺が電極上のMn²⁺と反応して、Mn³⁺を生成する反応を導入しました。再生したMn³⁺は触媒反応の中間体として、再び電気分解に寄与することができます。これによって、触媒が一時的に溶けても再生するメカニズムの導入に成功しました。

その効果を端的に示すのが図2の試験です。国際共同研究グループは再生可能エネルギー由来の変動電圧を模して、マンガン酸化物触媒に3.00Vと1.68Vの電圧を交互に加えました。酸化マンガンは1.68Vでは溶けませんが、3Vでは溶けます。このため、3時間おきに8分間、3Vの電圧をかける操作を繰り返すと、触媒は少しずつ溶けてしまい、200回ほどで触媒機能が90％以上失われます。しかし、リン酸がある条件だと、一度溶けたマンガンイオンも電極上に再生します。このため、3Vの電圧を680回以上かけても初期特性の90％以上を保つことが可能となりました。

　今回の研究では、マンガンだけでなく、コバルトや鉄、ニッケルなど、他の3d遷移金属由来の酸化物でも、変動電圧に対する耐久性を測定しました。しかし、酸化マンガン以外の触媒は、リン酸を入れても50回程度の変動で完全に活性がなくなってしまいました。このことから、電圧が変動する環境下において、マンガンの特異な触媒機能が明らかになりました。

注1）2019年3月19日プレスリリース「水を電気分解し続けるマンガン触媒の動作条件を発見」
注2）2024年1月17日プレスリリース「非貴金属触媒によるPEM型水電解」

今後の期待
本研究成果は、反応経路設計に基づき「自己修復型」の電解触媒を開発することで、再生可能エネルギー由来の変動電力を活用した高効率な水素製造など次世代電解技術の実現に貢献すると期待されます。

また、今回の研究は、自然界の生存戦略を理解する上でも興味深い成果です。酸素発生反応は光合成の中心的な反応で、この反応を担う酵素ではマンガンが活性部位^[6]に使われています。一方で同じ反応を担当する酵素でも活性部位の金属が異なることがよくあります。このため、光合成でマンガンだけが選ばれた理由は古くから研究されてきました。変動する自然環境における触媒の分解が避けられない場合、今回の研究で唯一触媒の再生能力を示したマンガンが、最有力候補として残った可能性が考えられます。

この成果は、国際連合が定めた17の目標「持続可能な開発目標(SDGs)^[7]」のうち、「7.エネルギーをみんなに、そしてクリーンに」に貢献するものです。

補足説明

国際共同研究グループ
理化学研究所
環境資源科学研究センター 生体機能触媒研究チーム
チームディレクター 中村 龍平（ナカムラ・リュウヘイ）
（東京科学大学 地球生命研究所 教授、同大学 物質理工学院 応用化学系 教授）
研究員（研究当時）李 愛龍（リ・アイロン）
研究員 大岡 英史（オオオカ・ヒデシ）
研究員（研究当時）孔 爽（コウ・ソウ）
人材派遣職員 伏見 和奈（フシミ・カズナ）
国際プログラム・アソシエイト 張 雨晨（チャン・ユチェン）
（中国科学技術大学 博士課程学生）
創発物性科学研究センター 物質評価支援チーム
チームディレクター 橋爪 大輔（ハシヅメ・ダイスケ）
基礎科学特別研究員 足立 精宏（アダチ・キヨヒロ）
放射光科学研究センター 軟X線分光利用システム開発チーム
チームリーダー 大浦 正樹（オオウラ・マサキ）
特別研究員 濵本 諭（ハマモト・サトル）

韓国基礎科学支援研究院
主任研究員 スンヒ・キム(Sun Hee Kim)
（韓国中央大学校 教授）

研究支援
本研究は、日本学術振興会(JSPS)科学研究費助成制度基盤研究(A)「触媒反応ネットワークの制御による持続的酸素発生触媒の創生（研究代表者：中村龍平、22H00339）」、科学技術振興機構(JST)革新的GX技術創出事業GteX「グリーン水素製造用革新的水電解システムの開発（研究代表者：高鍋和広、JPMJGX23H2）」、文部科学省データ創出・活用型マテリアル研究開発プロジェクト「再生可能エネルギー最大導入に向けた電気化学材料研究拠点（DX-GEM、研究代表者：杉山正和、JPMXP1122712807）」の助成を受けて行われました。

また、シンクロトロン放射光実験は大型放射光施設「SPring-8」のビームラインBL14B2(XAFS)、BL36XU(XAFS)、BL17SU(XPS)およびBL44B2(PXRD)で評価しました（高輝度光科学研究センター：2021B1856、2025A1386、理研：20250032）。放射光測定に際し、大渕博宣、金子拓真、宇留賀朋哉、加藤健一、繁田和也の各氏のご支援を受けました。また、電顕測定、EPR測定においてMohamed Arfaoui氏、Daiha Shin氏のご支援を受けました。

ブラックホールに落ち込むプラズマの構造が明らかに！
― NASAの気球に世界最大の日本製の望遠鏡を搭載―

2025年11月14日
広島大学
大阪大学
愛媛大学

1. ブラックホールの極限環境を、X線（硬X線^注1）観測では新しい「偏光^注2」という手法から解き明かしました。

2. 気球搭載型望遠鏡 XL-Calibur（エックスエル-カリバー）^注3により、地球からおよそ7000光年離れたブラックホール「はくちょう座 X-1 (Cygnus X-1)」^注4からの15-60 keV（1.5-6万電子ボルト）の硬X線を観測しました。
（YouTube動画「NASA XL-CALIBUR Launch」で検察 NASA XL-CALIBUR Launch）

3. 日本製の世界最大のX線集光ミラー^注5などにより、従来よりも20倍も高い感度で観測データを取得することに成功しました。

4. これまでブラックホール周辺にコロナ（高温のプラズマ領域）が存在することが知られていましたが、その形状を決定できる観測結果がありませんでした。今回のXL-Caliburの観測結果は、直径125 kmのブラックホールの中心から2000 km以内で明るく輝くコロナが、ブラックホールから数十億kmにわたって噴出する巨大なプラズマジェットと垂直方向に整列している（伴星から奪った物質が落ち込む円盤に沿って平べったい構造をしている）ことを示します。

5. 本研究成果により、ブラックホール近傍のコロナプラズマの構造を制限することができ、ブラックホール近傍の物理過程の理解に重要な手がかりを提供しました。

ブラックホールに降着し（降り積もり）吸い込まれる物質は、強い重力によって非常に高温に熱せられ（約1000万度）、X線で明るく輝いています。そのため、X線観測によって、ブラックホール近傍での降着物質の物理状態を明らかにすることができれば、中心に存在するブラックホール自身の物理量や、強い重力場における一般・特殊相対論的な効果も観測することができると期待されています。しかし、これまでの時間変動（測光）やエネルギー（分光）の観測だけでは、降着物質がどのような状態にあるのか長年にわたって議論が平行線をたどっていました（遠方にあるため画像では「点」にしか見えず、構造は調べられていません）。
偏光観測は、画像、時間変動、エネルギーの測定とは異なり、高エネルギー粒子が放射する光子の偏光（電場の振動方向が偏っている）情報から、物質から直接届いたのか、どこかで反射・散乱されてきたのかという幾何構造を推定することができます。電波や可視光では一般的な手法ですが、X線やガンマ線の帯域では技術的な困難から、これまでに硬X線の帯域で偏光情報を取得できたのは、我々が2016年に実施したPoGO+気球実験だけでした（ただし上限値で制限がかけられたのみ）。

2024年7月、日本チームを含む国際共同研究チームは、気球望遠鏡 XL-Calibur を用いた新たな観測により、ブラックホール周辺の極限的な環境を明らかにしました。このミッションは、米国ワシントン大学が主導し、日本からは広島大学、大阪大学、JAXA宇宙科学研究所、愛媛大学などの研究者が世界最大のX線集光ミラーを提供して中心的な役割を果たしています。
観測対象は、地球から約7,000光年の距離にあるはくちょう座X-1（Cyg X-1）。1964年に発見され、天の川銀河で最初に「ブラックホール」であると広く受け入れられたX線天体です。ブラックホールの質量は太陽の約21倍。ブラックホールの周囲には、落ち込む物質と噴き出す物質が以下の3つの構成要素を形成していると考えられています：
　1. 降着円盤：近傍の恒星から奪った物質が円盤状に渦を巻いて落ち込む。
　2. コロナプラズマ：降着円盤からの光にエネルギーを与えて、より高エネルギーにする高温プラズマ。
　3. プラズマジェット（アウトフロー）：ブラックホールの自転に伴う時空のねじれと強磁場により、一部の物質が極方向に高速で噴き出す流れ。
XL-Caliburの観測は、特にコロナプラズマ（2番目）の形状と位置、起源に強い制約を与えています。以前のPoGO+の観測では、硬X線の偏光が微弱（偏光度が8.6%以下）であることしか分かっていませんでしたが、今回のXL-Caliburでは感度が約20倍も向上したことにより、偏光度がおよそ5.0%であることが測定することができました。この結果、直径125 kmのブラックホールの中心から2000 km以内で明るく輝くコロナが、ブラックホールから数十億kmにわたって噴出する巨大なプラズマジェットと垂直方向に整列していることが分かりました。
従来の我々のPoGO+実験による観測結果では、コロナがブラックホール近傍100kmに局在するようなコンパクトな形状ではなく、広がって存在していることだけが分かっていました。今回のXL-Calibur実験による観測結果から、広がったコロナの形状は円盤に沿った平べったい構造であることを明らかにすることができました。

この情報は、NASAの偏光衛星IXPE（2–8 keVの低いエネルギー）や、JAXAのXRISMなどの分光衛星、さらに最新のコンピュータシミュレーションと組み合わせることで、今後数年でブラックホールおよびその近傍におけるより精密な物理モデルが構築されると期待されています。XL-Caliburチームでは、次は南極からのフライトにより、他のブラックホールや強磁場の中性子星の偏光観測を目指しています。
国際協力で実現した気球実験XL-Calibur国際共同研究チームには、ワシントン大学、ニューハンプシャー大学、大阪大学、広島大学、JAXA宇宙科学研究所（ISAS）、スウェーデン王立工科大学（KTH）、NASAゴダード宇宙飛行センターおよびワロップス飛行施設など、計13機関以上が参加しています。ミッション代表はワシントン大学の Henric Krawczynski教授。

本研究は、文部科学省科学研究費補助金（課題番号：19H01908、19H05609、20H00175、20H00178、21K13946、22H01277、23H00117、23H00128）による支援を受けたほか、JAXA小規模計画、SPring-8の支援も受けています。

【用語解説】

注１）硬X線
X線とガンマ線の間のエネルギーをもつ電磁波。今回観測した硬X線のエネルギー帯は15–60 keV（可視光の約1.5万~6万倍のエネルギー）。

注２）偏光
通常の光は色んな方向に電場が振動しています。人工的にはサングラス、自然界では水面での反射などにより、ある特定の方向のみに振動している状況を偏光した光と呼びます。
「偏光度」は偏光している光の割合、「偏光角」はその向きを表します。これらの測定により、ブラックホール近傍で超高温プラズマがどのような形状で暴力的に運動しているのかを知ることができます。また、同様の観測を中性子星や星雲のような他のX線天体に行うことで、宇宙で最も強力な磁場構造の形状を明らかにすることもできのです。

注３）X線を北極圏の上空40km（地球の大気0.3%しかない上空）から観測
天体からのX線は、地球大気で吸収されてしまうため、宇宙（に近い上空）から観測をする必要があります。
研究チームは2024年7月、NASAの直径100mに膨らむ科学気球によって、XL-Caliburを上空40kmの成層圏まで上昇させ、大気の影響をほぼ受けない高度から天体観測を行いました。フライト時間は、スウェーデンからカナダにかけて5.5日間（7月9日から14日）。
人工衛星として打ち上げることができれば、より長い観測時間を得ることができますが、より高い信頼性・確実性が求められるため、世界初を目指す偏光観測のような野心的な検出器を載せるのは難しく、また開発期間も長くなってしまいます。我々は偏光観測に特化した気球実験として開発したことで、複数回のフライトを重ねることで検出器の性能を向上させ、最先端技術の利用しつつ、総重量2トンもの大型の検出器で観測することができました。これの結果が、低コストでありながら、他の人工衛星のミッションに先駆けて信頼性の高い硬X線の偏光観測へと実を結びました。

左上：打ち上げ直前のXL-Calibur気球。右上：打ち上げ直後の気球。下：打ち上げ場のスウェーデンから着陸地カナダまでの5.5日間のフライトの軌跡。（写真やデータはNASAより）

注４）「はくちょう座 X-1」(Cygnus X-1)
1964年に発見され、銀河系で初めて「本物のブラックホール」として広く認められた天体です。このブラックホールは伴星（超巨星）と密接に公転する連星系を形成しているため、ブラックホールX線連星と呼ばれます。もし我々が肉眼でCyg X-1を見ようとすれば、その見かけの大きさは月の幅の2千万分の1しかありません。したがって、直接像を撮れないほど小さな天体の形状を推定するには、従来の測光・分光観測に加え、今回新しく実現した偏光観測が非常に有効なのです。

左：可視光（Digitized Sky Survey）で観測した「はくちょう座X-1」。伴星の超巨星が青白く見える。右：「はくちょう座X-1」の想像図。https://chandra.harvard.edu/photo/2011/cygx1/
左側の中心の暗い部分がブラックホール。右側の青白い星が伴星（超巨星）。赤い円盤が降着円盤。上下に伸びる構造がプラズマジェット。今回の研究対象のコロナプラズマはブラックホールのごく近傍に存在。

注５）X線集光ミラー（日本製で世界最大）
X線を集光するためには、金属表面での全反射や結晶間隔を利用したブラッグ反射が利用されます。（眼鏡のレンズは透過してしまうため使えない）
今回利用したミラーは、213枚のアルミニウムシェルにそれぞれ10〜140層の白金–炭素の二層膜をコーティングしたものです。硬X線は、炭素を透過して、白金と白金の間隔に応じたエネルギーがブラッグ反射して効率良く集光されます。