2017 Fiscal Year Annual Research Report
イメージング核分光による銀河内元素合成・循環その場観測
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16H02185
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
谷森 達 京都大学, 理学研究科, 教授 (10179856)
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2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | MeVガンマ線天文学 / ETCC / 気球実験 / 銀河核ガンマ線 / 元素合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
MeVガンマ線観測は超新星爆発での元素合成を核ガンマ線で直接観測できる唯一の窓である。また加速器による不安定核実験からも元素合成が議論されている。しかし宇宙ガンマ線観測は不明確な画像法と高雑音のため結果が少なくデータの比較検討は進んでいない。我々は電子飛跡検出コンプトンカメラ(ETCC)によりMeVガンマ線の完全な到来方向測定に成功しPoint Spread Function(PSF)を定義、PSFで1度の分解能を実現することで、数百のSNの検出が期待される1mCrabの感度の衛星観測装置が実現可能なことを実証した。それを実現するため、まず現在の気球用ETCC観測装置（SMLE-Ⅱ）のPSF10度から5度に改善しJAXA豪州気球を用いて銀河511 keVの精密な銀河面分布を測定、PSFの能力を実証することで宇宙核ガンマ観測に基づく「観測的核宇宙物理学」を始動する。
そのため北半球でのCrab観測用に開発したETCC気球観測装置SMLE-Ⅱの有効面積を約４倍改善する必要がある。具体的には底面PSAの放射長を2倍、TPCガス層を2気圧耐圧に変える。μPICをTPC底部から上部に移動し、また底面PSAをガス層内部に入れられるようにする。同時に側面PSAをTPC内部に設置する。この改善でTPCを飛び出す300keV以上の電子の測定、これらの改善で有効面積を約４倍改善したSMILE-II+装を制作する。H2８年度に装置の各要素を開発、H２９年度にSMILE-II+として君上げ、調整を行い、H30年３月～４月に予定されている豪州での気球実験に対応する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
2017年1月にJAXAの2018年3－4月での豪州アリススプリングでの気球実験に採択された。今年度は以下の項目の開発を行いSMILE-II+気球ガンマ線観測装置を完成させ、豪州に輸送し、3－4月の気球実験に備える。 具体的な実施項目を予定通り実施した。
１：底面用PSAの制作、個別試験、２：TPC圧容器内ドリフト電極の完成。３：TPC容器内にTPCおよび底面、側面PSA,ドリフト電極を設置し、上面にもμPIC検出器を設置し、ETCCを完成させる。３．回路計を踏査しETCCの動作試験を実施。４：電源系、通信系、位置情報系、アンタイカウンターなど気球用周辺装置の完成。５：ETCCおよび項目４の周辺機材を気球用圧力容器に搭載し、気球実験用観測装置SMILE-II+を完成させる。６：JAXAにSMILE-II+を移動し、熱真空試験、通信試験を実施。７：豪州実験に向けての装置および周辺機器の輸送、８：3月初旬に人員をアリススプリングに派遣し、装置の最組上げと動作試験、最終的にSMILE-II+と気球とのかみ合わせ試験を実施、3月末には2018年4月の気球実験への準備を完了した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2018年4月7－8日に気球実験が無事実施された、約30時間の飛行、28時間の観測を実現し、予定した24時間以上の観測を行うことができた。装置も無事回収、データもすでに日本に持ち帰り解析を行っている。今後はこのデータの解析と5月に日本に戻る予定の観測装置の再立ち上げを行い、装置の校正実験を行い、データ解析に反映させる。データ解析は、かに星雲と銀河中心ガンマ線を中心に行っていく。 また持ち帰った装置をもとに今後の予定である有効面積をさらに2－4倍に改善するためガスの選択などの実験を実施する。
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