極高エネルギー宇宙線観測

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07247102
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 手嶋 政廣 東京大学, 宇宙線研究所, 助教授 (40197778)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石川 文雄 東京大学, 宇宙線研究所, 助手 (30092133) ; 吉田 滋 東京大学, 宇宙線研究所, 助手 (00272518) ; 大西 宗博 東京大学, 宇宙線研究所, 助手 (10260514) ; 林田 直明 東京大学, 宇宙線研究所, 助手 (50114616) ; 湯田 利典 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (60092368)
• Keywords: 宇宙線 / ガンマ線 / チェレンコフ光 / シンチレーション光 / 超新星 / 活動銀河 / 望遠鏡

Research Abstract

最高エネルギー宇宙線、高エネルギーガンマ線を高精度に測定し、宇宙線の起源に迫るのが本計画の目的である。7素子宇宙線望遠鏡では、従来の方法と異なり、宇宙線空気シャワーからのチェレンコフ光、シンチレーション光を光学的な方法により測定する。宇宙線空気シャワーの飛跡を大口径の望遠鏡で撮像し、その3次元的な特徴からより多くの情報を取り出すこと、また高精度のエネルギー測定、到来方向測定が可能となる。
平成7年度より装置の開発を開始した。まず、明野観測所において、2台の望遠鏡を設置し、その基本的な性能評価をおこなった。平成8年より3年をかけて、7素子宇宙線望遠鏡をユタ州ダグウェイのユタ大学フライズアイサイトに設置を完了した。
研究成果としては、いくつかの天体(カニ星雲、活動銀河Mrk421、Mrk501、1ES1959)からの高エネルギーガンマ線を検出することに成功した。特にMrk501からのガンマ線については、そのエネルギー分布に折れ曲がりが存在すること、また、その強度に24日の周期性があることを発見した。活動銀河1ES1959は我々によりはじめてガンマ線天体であることが同定された。最高エネルギー宇宙線はその頻度が極端に低いので、現段階では、22km遠方から大気中にレーザーを放射し、擬似空気シャワーを生成し、それらの観測を通して、装置の最高エネルギー宇宙線に対する感度を調べている。また、同様の手法で大気の透明度を定量化することに成功した。

Research Products

• [Publications] M.Teshima 他: "Observation of TeV gamma ray flares from Mrk501" Astro.Phys.J.Lett.504,2. 71-74 (1998)
• [Publications] H.Teshima 他: "Extension of the Cosmic-Ray Energy Spectrum beyond Gzk Cutoff" Phys.Rev.Lett.81. 1163-1166 (1998)
• [Publications] M.Teshima 他: "A Possible Correlation of Most Energetic Cosmic Rays……" Phys.Rev.Lett.77. 1000-1003 (1996)
• [Publications] M.Teshima 他: "A Measurement of the Air Fluorescence Yield" Nucl.Instr.and Meth.A372. 527-533 (1996)