| Project/Area Number |
21J11379
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小林 志鳳 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | CTA / LST / ガンマ線 / 新星 / 検出器較正 / 光電子増倍管 / 超高エネルギーガンマ線 |
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| Outline of Research at the Start |
ガンマ線バーストは宇宙最大の爆発現象であり、相対論的な速さのジェットを伴うことが観測から示唆されている。しかし、ジェットの生成機構は未解明であり、現在の宇宙物理学における最大の謎の一つである。本研究では、Cherenkov Telescope Arrayの大口径望遠鏡でガンマ線バーストを観測し、ジェットの生成機構を解明することを目指す。大口径望遠鏡により数十GeV帯域のガンマ線を観測すれば、エネルギースペクトルからジェットの速さを見積もり、ジェットの生成モデルを制限できると期待される。大口径望遠鏡の性能を最大限に引き出すべく、データの解析手法を最適化し、ガンマ線バーストのデータを解析する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の最終ターゲットであるガンマ線バーストについては、残念ながら未だにLST-1での検出には至っていない。しかし、LST-1の運用は順調に進んでおり、すでに様々な天体を観測している。ガンマ線バーストの観測も積極的に行なっており、いつガンマ線バーストを検出できてもおかしくないところまで準備が進んでいる。解析パイプラインの整備も順調であり、すでにLST-1で観測した様々な天体のデータ解析が行われ、科学成果が出始めている。その中でも研究代表者は2021年に爆発した新星へびつかい座RS星のデータ解析を主導した。この天体は史上初めて超高エネルギーガンマ線が検出された新星で、爆発直後から注目を集めた。LST-1のデータ解析には昨年度から取り組んでいたが、今年度は観測時の望遠鏡の方向を反映したモンテカルロシミュレーションを用い、望遠鏡の性能の方向依存性を考慮することで、解析を改善した。さらに同時期のフェルミ衛星のデータを解析し、LST-1の結果と合わせてエネルギースペクトルをモデリングすることで、当該天体のガンマ線放射の物理解釈を試みた。解析の結果、LST-1で得られたデータは、MAGICおよびH.E.S.S.といった他のチェレンコフ望遠鏡と無矛盾であることが確認できた。また本解析でのLST-1のエネルギー閾値は他の望遠鏡よりも低い30 GeVを達成しており、LST-1の強みである低エネルギー閾値を示すことができた。この低エネルギー閾値は今後LSTを用いてガンマ線バーストを研究するためにも重要な性能である。物理解釈については、フェルミ衛星とLST-1のデータから、ガンマ線放射が衝撃波により加速された陽子によるものとして自然に説明できることが示され、他の望遠鏡の結果を独立に支持することができた。以上の研究成果を国内外の学会や研究会で発表するとともに、博士論文にまとめて提出した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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