2022 Fiscal Year Annual Research Report
大気蛍光望遠鏡による宇宙線空気シャワー観測のための雲距離測定
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19K03895
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
奥田 剛司 立命館大学, 理工学部, 助教 (00610263)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 宇宙線 / 空気シャワー / 雲 / 大気蛍光望遠鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最高エネルギー領域の宇宙放射線の観測は、宇宙放射線が地球大気との相互作用で引き起こす空気シャワーと呼ばれる現象を観測することで行われている。その観測方法の一つに、空気シャワーが引き起こす大気からの蛍光を望遠鏡を用いて観測する方法がある。通常の光学天文台による宇宙観測と異なり、大気蛍光望遠鏡による観測は宇宙からの光ではなく大気からの光を観測するため、雲の方向だけでなく距離が問題となる。この研究は大気蛍光観測に影響を与えず、雲の方向と距離を観測する方法を試験し、宇宙線観測に反映するための研究である。
基本的な研究方法は大気蛍光望遠鏡視野内の空を広角レンズを取り付けた複数台のCCDカメラで連続的に撮像することである。複数台カメラでの空の見え方の違いによって雲までの距離を算出し、時刻と方向を与えれば大気蛍光望遠鏡からの距離として使用可能な範囲が得られるデータベースを作成することである。試験撮像した夜間写真より、都市部の雲と異なって観測地での夜間の雲は空より暗くなる。そこで背景にある各星の可視性の差から雲までの距離を算出する。米国ユタ州で行われている宇宙線空気シャワー観測実験であるテレスコープアレイ実験の拡張計画で新たに設置された大気蛍光望遠鏡の視野をこの研究計画の対象とし、視野中心に対して横方向に視差をとることができるように2台目のCCDカメラシステム設置した。CCDカメラシステムはCCDカメラ、広角レンズ、データ取得用PC、GPS、温湿度計などで構成されており、ソーラーバッテリーシステムで稼働、無線LANでデータ転送を行っている。採択年度の2019年09月より観測を開始し、2023年03月で観測を終了した。
観測期間を通して、ターゲットとした孤立雲の視差を観測でき、故障は一度も発生しなかった。また新たにコロナ禍で行う必要が出てきた大気蛍光望遠鏡の遠隔観測を支援する機能も果たした。
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