宇宙は大局的には一様等方と考えられるものの、銀河、銀河団、超銀河団など、様々なスケールでの構造が存在する。これらの構造は、暗黒物質がつくる重力ポテンシャル構造を反映していると考えられる。このポテンシャル中に閉じ込められたガスが存在すると、その温度はポテンシャルの深さを反映する。実際、楕円銀河や銀河団からは、このような温度に対応するX線放射が観測されている。大マゼラン銀河の方向の天体のマイクロレンズの観測などから、渦巻銀河の暗黒物質の多くは球対称な領域に広がっていると考えられている。が、渦巻銀河からのX線放射は、活動銀河核やスターバースト活動といった銀河の活動性に関係する放射とX線連星などの個々のX線源からのX線放射が支配的であり、これ迄の観測では重力ポテンシャルに対応する温度のX線放射の存在は明らかになっていない。しかし、高空間分解能を駆使した最近のROSAT衛星の観測から、個々のX線源の放射を引き去った後の渦巻銀河には空間的に広がった放射が残る事が指摘された。これが真に広がった放射ならば、銀河ポテンシャルに閉じ込められた高温プラズマからの放射である可能性が有り、渦巻銀河の重力ポテンシャル構造を明らかにする上でたいへん重要な手がかりとなる。しかし、ROSAT衛星による観測はエネルギー分解能とエネルギー範囲の点に限界があり、このX線放射の性質は十分に明らかにされていない。

　渦巻銀河からのX線放射を精度良く調べるには、エネルギースペクトル、X線画像、高い感度の全てが必要であるが、過去のX線衛星でこれら全てを備えた衛星は無かった。あすか衛星は0.5-10keVの広いエネルギー範囲を過去最高の感度とエネルギー分解能でカバーし、X線望遠鏡の性質をうまく補正する事によって0.3分角程度の空間分解能、つまり距離10Mpcの銀河に対しては1kpcの空間分解能を得られる。1kpc程度のスケールで、X線源の分布や広がりを調べられれば、活動銀河核やX線連星の集合などの渦巻銀河内のX線放射を区別する手がかりが得られる。そこで、本論文ではあすか衛星を用いて近傍の渦巻銀河からのX線放射の起源を研究した。

　観測によって得られた3つの放射成分の起源をエネルギースペクトルの性質、空間的な広がり、X線光度などをもとに議論した。その結果、ComponentIIとComponent IIIの性質は、低質量連星X線源を主体とする空間的に分解できない個々のX線天体の重ね合わせやスターバーストに伴うX線放射(Component II)や、それぞれの銀河の中心に存在する活動銀河核からのX線放射(Component III)として理解できることがわかった。これに対して、Component Iは、我々の銀河内の既知のX線天体やその重ね合わせで説明しようとしても矛盾が生じる。

　Component Iの平均的な性質は、Rms半径が2kpc、温度が0.5keV、X線光度が10⁴⁰erg sec^-1であり、face on、edge onを含む7つの銀河全てから検出されている。スペクトルと空間的な大きさが互いに良く似ている事は、7つの銀河について共通の起源を持つ事を示唆する。既知のX線天体の重ね合わせでは説明できないことから、これが真に広がった放射であるという立場から議論を進めた。放射の温度は、渦巻銀河の回転速度から推定される渦巻銀河の重力ポテンシャルの深さとオーダーで一致している。このような高温ガスは銀河面内には閉じ込められず、球対称に分布するだろう。これは、edge onの銀河からもComponent Iが検出されている事と一致する。Rms半径が銀河の大きさに比べて小さいことから、このX線放射をDiffuse core emissionと呼ぶことにする。Diffuse core emissionの温度が銀河の重力ポテンシャルの深さで決まっているとすると、銀河の回転速度とblue band光度L_Bの間にTully-Fisher relationと呼ばれる強い相関がある事から、Diffuse core emissionの温度とL_Bの間にも強い相関が期待される。実際に、7つの銀河について両者の間には強い正の相関があり、その傾きはTully-Fisher relationから期待されるものと矛盾しない。

　Diffuse core emissionの放射冷却の時間尺度は宇宙年令に比べると小さい。そこで、Diffuse core emissionを維持するための質量とエネルギーの供給を議論した。その結果、10年から100年に1回程度の頻度の超新星爆発で維持できる事がわかった。一方、X線放射温度だけでなく、Component IのX線光度とL_Bの間にも強い相関があるが、超新星爆発で供給されるガスの一部が質量の小さな銀河では銀河の外に逃げる可能性を考慮すればこれを説明できる。

　以上から、Component Iは銀河の重力ポテンシャルに閉じ込められた真に広がった高温ガスで矛盾なく説明できることがわかった。したがって、Component Iの起源として銀河の中心から数pcに閉じ込められた高温ガスが有力な候補であると結論する。

　あすか衛星のエネルギー範囲、エネルギー分解能、空間分解能を最大限に駆使した新しい方法で、近傍の7つの渦巻銀河の空間とスペクトルの同時解析を行なった。その結果、活動銀河核、スターバースト活動の銀河中心領域の活動性に関連した放射、分解できない個々のX線源の重ね合わせといった既知の起源を持つ放射の他に、空間的に広がった低温の、既知のX線放射起源では説明できない放射が必要である事がわかった。その放射温度などの性質は、銀河の重力ポテンシャルに閉じ込められた高温ガスを考えると矛盾なく説明できる。従って、本観測結果は渦巻銀河にこのような重力ポテンシャルに閉じ込められた真に広がった高温ガスが存在する事を強く示唆する。