10TeV領域ガンマ線放射天体の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11203201
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 大西 宗博 東京大学, 宇宙線研究所, 助手 (10260514)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 瀧田 正人 東京大学, 宇宙線研究所, 助教授 (20202161) ; 水谷 興平 埼玉大学, 理学部, 教授 (60008844) ; 湯田 利典 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 教授 (60092368)
• Keywords: 宇宙線 / ガンマ線 / チベット / かに星雲 / Mrk421

Research Abstract

中国と共同でチベットの羊八井(標高4,300m)に空気シャワー観測装置を設置し、宇宙点源から飛来する数〜数10TeV領域のガンマ線の系統的な探索と観測を行っている。宇宙線の起源と加速の問題を解明するのが主要な目的である。空気シャワー観測装置は面積0.5m^2のシンチレーション検出器を7.5m間隔で碁盤目状に545台配置したもので、有効面積は約22,000m^2である。この装置は3TeV以上の宇宙線を精度よく観測できる唯一の空気シャワー観測装置である。
平成13から14年度にかけて、188台の検出器を増設し、当初予定の有効面積約37,000m^2の高密度空気シャワー観測装置を完成させる。本年度は増設に使用するシンチレータの性能測定を行った。また装置の大型化に伴ってイベント頻度が飛躍的に増えるので、死時間を減らすため、これまではADCで測定していた電荷量を時間情報と同じTDCで測定するための新しいフロントエンド回路の開発を行い、現地での長期安定性のテストを実施した。測定の結果、長期にわたり安定に動作することがわかり、回路の開発に成功した。
平成11年に「かに星雲」からの高エネルギーガンマ線を空気シャワー観測装置で初めて検出したが、平成13年までのデータを解析してさらに統計量を増やし、エネルギースペクトルを精度良く求め、平成13年8月にハンブルクで開催された第27回宇宙線国際会議(ICRC)で発表した。また、平成12年1月から平成13年の5月までの期間、活動銀河核Mrk421がフレアを起こしたが、これに伴う高エネルギーガンマ線を7σレベルで検出した。この成果についても第27回ICRCで発表した。このような活動的天体の時間変化を観測するには、空の明るさや天候によらず連続観測が可能な空気シャワー観測装置が最適である。

Research Products

• [Publications] M.Amenomori et al.: "Multi-TeV gamma-ray emission from the Crab Nebula observed with the new Tibet-III air-shower array"Proc. of JCRC2001, Hamburg, Germany. OG6. 2395-2398 (2001)
• [Publications] M.Amenomori et al.: "Multi-TeV gamma-ray observation of several strong outbursts of Mrk 421 during 2000 and 2001 with the Tibet-III air-shower array"Proc. of ICRC2001, Hamburg, Germany. OG7. 2661-2664 (2001)
• [Publications] M.Amenomori et al.: "Search for multi-TeV gamma-rays from nearby SNRs with the Tibet air shower array"Proc. of ICRC2001, Hamburg, Germany. OG6. 2481-2484 (2001)
• [Publications] M.Amenomori et al.: "Search for TeV burst-like events coincident with the BATSE bursts using the Tibet air shower array data"Proc. of ICRC2001, Hamburg, Germany. OG7. 2753 (2001)
• [Publications] M.Amenomori et al.: "A wide sky survey to search for TeV gamma-ray sources by the Tibet air shower array"Proc. of ICRC2001, Hamburg, Germany. OG6. 2544 (2001)
• [Publications] M.Amenomori et al.: "Performance of the Tibet-III Air-Shower Array"Proc. of ICRC2001, Hamburg, Germany. HE2. 573-576 (2001)