2018 Fiscal Year Research-status Report
解像型大気チェレンコフ望遠鏡群で探る宇宙線kneeの起源
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16K05373
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
吉越 貴紀 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (30322366)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大石 理子 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (10420233)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 宇宙線（実験） |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、解像型大気チェレンコフ望遠鏡(IACT)群と呼ばれる超高エネルギー天体ガンマ線観測装置を用い、宇宙線エネルギースペクトルの特徴的な構造であり宇宙線物理学の長年の謎である"knee"の起源を、以下の2つのアプローチで探求する。
(1)稼働中の観測装置である米国アリゾナのVERITAS IACT群を用い、現行装置規模における最高感度でknee領域に起源を持つ10 TeV以上の天体ガンマ線を観測する。特に、kneeの起源として有力視されている超新星残骸(SNR)を大天頂角観測法で観測し、起源の兆候を調べる。
(2)次世代大型IACT群計画CTAは、天体ガンマ線観測感度を現行装置より一桁改善する。本計画を国際協力の下で推進しつつ、その豊富な観測データを活かした10 TeV以上で効果的な新規データ解析手法を開発し、CTAの本格稼働に備える。
上記(1)の標的として最有力なSNRはRX J1713.7-3946（以後J1713）であるが、このSNRはVERITASサイトでは仰角19°（天頂角71°）程度までしか上がらず、VERITASの観測可能範囲からは外れていた。平成29年度にこの超大天頂角領域の観測（以後超LZA観測）を行うための技術的な準備を行い、その効果を実証するために、まず標準天体であるかに星雲の超LZA観測を実施した。平成30年度に観測データを解析した結果、かに星雲からのガンマ線信号の兆候は得られたものの、超LZA観測の効果を確認するには至らなかった。従って、かに星雲の超LZA観測時間を一桁増やした観測提案をVERITASグループに再度提出した。本提案は高い優先度で認められ、平成30年度末にかに星雲の観測データを蓄積した。今後このデータの解析を行うと共に超LZA観測のシミュレーションによってJ1713の観測計画を補強し、J1713の本格的な観測に繋げていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
「研究実績の概要」中の項目(1)では、標的天体の観測実施前に必要な準備研究が、種類・内容量共に当初計画より増加したため。同項目(2)では、将来CTAで使用される公式データ解析ソフトウェアの仕様が大幅に変更され、その開発および習得に時間を要していることが一因である。必要な作業量の増加分に比べて人手が足りていないことも課題である。これらの理由から、期間を一年延長して研究を進めることとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
「研究実績の概要」中の項目(1)では、平成30年度に取得したかに星雲の観測データと超LZA観測シミュレーションデータの解析を進め、その結果を反映して補強したJ1713の観測提案書を再提出する。その後J1713の本格的な観測を実施し、取得したデータを解析してkneeの起源を探索する。同項目(2)では、研究の方針自体に変更はないが、新たに指導することとなった修士課程大学院生が興味を持つテーマでもあり、今後は分担して研究に取り組むことも検討する。
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| Causes of Carryover |
研究計画に米国アリゾナ州で稼働中のVERITAS望遠鏡群による南天超新星残骸の観測が含まれているが、VERITASグループに提出した観測提案の一部が認められたものの、望遠鏡駆動用ソフトウェアの改変等で時間を要し現時点では較正用データの取得に留まっており、まだ南天超新星残骸の観測に至っていない。また、次世代計画CTAにおける新規データ解析手法の開発も、人手が足りず遅延している。従って、研究期間を延長して研究を進めることとした。次年度使用額は、主として観測シフト、ミーティング等の参加旅費として使用する。
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Research Products
(4 results)
