2016 Fiscal Year Research-status Report
非ブレーザー活動銀河核の超高エネルギーガンマ線放射領域及び放射機構の研究
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16K05381
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
西嶋 恭司 東海大学, 理学部, 教授 (40202238)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
櫛田 淳子 東海大学, 理学部, 准教授 (80366020)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 活動銀河核 / 電波銀河 / ブラックホール / 超高エネルギーガンマ線 / MAGIC / ジェット / 宇宙線 / マルチメッセンジャー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，世界最高感度の大気チェレンコフ望遠鏡．MAGIC望遠鏡を用いて非ブレーザー活動銀河核（主に電波銀河）を超高エネルギーガンマ線で観測し，特にその時間変動を詳細に調べ，VLBI電波観測によるジェット根元のイメージ及びその変化と比較することにより，超高エネルギーガンマ線の放射領域を特定することを目指している．
本年度の一番のターゲットは，赤方偏移z = 0.0042の近傍電波銀河M87である．M87は，中心に巨大ブラックホールが存在すると考えられていて，非ブレーザーとして最初にTeVガンマ線で検出された活動銀河核である．MAGIC望遠鏡を用いてM87を1月1日から3月9日の間で16夜，3月21日から4月6日の間で15夜観測を行った．特に3月22日から4月6日はHESS，VERITASという他の大気チェレンコフ望遠鏡との同時観測キャンペーン期間であり，この時期に合わせて電波によるVLBI観測，SwiftとChandraによるX線観測，Fermi-LATによるToO観測など，多波長同時観測が行われている．MAGICによる有効観測時間は，1月は約16時間，3,4月は約19時間で，現在解析中である．予備的な結果としては，M87の方向から300 GeV以上の超高エネルギーガンマ線検出のヒントが得られているが，まだ公表できる段階にはない．また，もう一つのターゲットである赤方偏移z = 0.018のFR-I型電波銀河NGC1275に関しては，昨年10月とこの年末年始にかけて，超高エネルギーガンマ線フレアの検出に成功した．特に12月31日から1月1日にかけては，1.5倍のCrab bebula fluxを観測し，多波長同時観測を呼びかけた．これとは別に，NGC 1275からのガンマ線について，2009年から2014年のこれまでの観測結果をアップデートし，詳細なスペクトルを得た．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は当初，フレアー時のMAGIC望遠鏡による超高エネルギーガンマ線のToO観測を目指していたが，NGC 1275に関してはモニター観測を，M87に関してはスケジュール観測を行った．その結果，NGC 1275に関しては2016年10月29日と12月31日にフレアーを検出し，いずれも数日間連続観測を行い，多波長同時観測を呼びかけた．また，M87に関しては2017年1月1日から3月9日までと3月21日から4月6日まで観測を行った．いずれも年度の後半，特にM87に至っては年度末に年度をまたいでの観測となり，解析は未だ進行中で公表できる結果は出ていないが，解析は順調に進んでいる．また，VLBIイメージとの比較を計画していたが，観測はなされており，現在解析中で結果を待っている状況である．以上のように，全体として本年度の研究課題の進捗状況は，研究計画に沿って概ね順調に進行していると判断できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画に従って，まずは現在解析中のデータを用いて，M87からの超高エネルギーガンマ線(TeV)フラックスの時間変動，及びエネルギースペクトルとその時間変動を明らかにする．その際，月明下での観測データを有効利用するための解析方法の開発を行う．続いて，観測軽度の異なるHESS, VERITASの観測結果と合わせ，M87のTeV領域における連続的な時間変動を確立する．さらに，電波観測やX線観測，及びFermi-LATのデータ解析の結果を合わせてスペクトルエネルギー分布(SED)を求める．また，多波長のライトカーブの相関を調べるとともに，VLBIによる電波イメージの変化との相関を調べ，ガンマ線放射領域に関するヒントを得る．必要があれば，VLBI観測のプロポーザルを提出する．NGC 1275とIC 310についても同様のアップローチを目指す．これらの観測結果を元に，様々な放射モデルを検証し，放射領域の物理状態を推測するとともに，必要があれば新しい放射モデルを構築する．
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| Causes of Carryover |
旅費が想定金額を下回ったため
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の国際会議出席等の旅費として活用する予定
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