2019 Fiscal Year Annual Research Report
Origin of the Cosmic Ray Knee Explored by Imaging Atmospheric Cherenkov Telescope Arrays
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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)の観測標的として、TeV領域超新星残骸の中で最も成果が期待できるRX J1713.7-3946(以後J1713)を選び、観測の準備を進めてきた。J1713はVERITASの通常観測範囲から外れた超大天頂角領域を推移するため、まず標準天体であるかに星雲の同領域における観測を行い、観測性能を実証することになった。しかし、その準備が整った2018年度はVERITASにとってまれに見る悪天候に見舞われ、かに星雲の超大天頂角観測データを全く取得することができなかった。そのような状況下ではあったが、2019年度にはJ1713の超大天頂角試験観測を実施し、合計2時間程度の観測データを取得することができた。その解析は規模の大きなガンマ線事象シミュレーションを必要とするため完了しておらず、研究を継続して今後の研究立案に役立てる予定である。また、上記(2)については人員不足等により開発途上であり、当初計画が不十分であったことを反省しつつ将来の課題としたい。
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