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2013 Fiscal Year Research-status Report

高感度広帯域ガンマ線観測によるガンマ線バーストにおけるジェット構造の解明

Research Project

Project/Area Number 25800151
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

大野 雅功  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 特任助教 (50509875)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsガンマ線バースト / 相対論的ジェット / ガンマ線観測 / フェルミ衛星 / ASTRO-H衛星
Research Abstract

本研究の目的は、宇宙最大級の爆発現象であるガンマ線バーストに付随する超相対論的ジェットの構造を解明することである。そのために、ガンマ線バーストの高感度広帯域観測を現在稼働しているフェルミ衛星を用いて実施すると共に、将来計画として開発が進められているASTRO-H衛星搭載ガンマ線バースト検出器の開発を行う。
フェルミ衛星を用いた観測では、バーストの迅速な観測と解析の速報を行うことでバーストまでの距離決定を行うと共に、ジェットの構造の鍵を握るガンマ線放射スペクトルの形状を低エネルギー側まで抑えることが重要である。本年度では、迅速な解析を行うための監視体制に日本グループの第一人者の立場として積極的に参加した。ここでは衛星が自動的にバーストの方向に指向できるほどの明るいイベントを捉えることに成功し、監視体制の担当として迅速に解析速報を公開した。その結果、バーストまでの距離を決定することに成功し、ジェットの構造を探る上で重要なサンプルを蓄積することに成功した。また、フェルミ衛星は、2013年4月27日に近傍で起きた極めて明るいガンマ線バーストの検出にも成功し、良質なデータ解析からジェットで起こっているガンマ線放射メカニズムが従来提唱されたシンクロトロン放射とは異なる可能性があることを突き止めることができた。この結果は、ジェットの物理的な描像に迫る大変重要なものであるとして、共著者としてサイエンス誌で発表した。
ASTRO-H衛星の開発も本年度は精力的に進めた。ガンマ線バースト検出器として用いる搭載機器の信号処理回路設計、開発、さらに試作機を用いた実証試験を試験立案、実施、その後のデータ解析まで主導して行うことで設計通りの性能が発揮されていることを実証することに成功し、いよいよ衛星搭載機器を一部完成させることが出来た。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の目的を達成するために必要なフェルミ衛星によるガンマ線バースト観測と、ASTRO-H衛星搭載ガンマ線バースト観測機器の開発は計画通りに遂行されている。特に、フェルミ衛星では、近傍で起きた極めて明るい希少なバーストの観測に成功し、ジェットにおけるガンマ線放射機構について議論することができ、引き続き勤めたバースト監視体制への参加により明るいバーストの観測に成功し、その距離を決定することができた。これらの成果からフェルミ衛星を用いた本研究の目的は順調に進行していると言える。ASTRO-H衛星開発においても本研究を行うに当たり計画した機器開発や性能実証試験のスケジュールを予定通り実施することができ、衛星搭載品の一部完成まで到達することができた。よって、ASTRO-H衛星開発は予定通り大きな問題なく遂行させることができている。

Strategy for Future Research Activity

今年度に引き続き、フェルミ衛星によるガンマ線バースト観測とASTRO-H衛星機器開発の二つの課題を推進し、本研究の目的達成を目指す。フェルミ衛星を用いた研究では、本年度で観測できた、特に自身が監視体制に参加した際に観測に成功し、距離も決定できたガンマ線バーストを詳細に解析する。ここではフェルミチームで開発した新しいデータ選別手法により実現するより質の良いデータ解析を行い、ジェットの構造、ガンマ線放射メカニズムに迫る。ASTRO-H 衛星の開発では、衛星搭載機器の地上環境試験、較正試験を主導し、打ち上げに向けてさらに試験を主導して推進する。また、衛星搭載機器として、ガンマ線バーストの観測方法の確立を行い、フェルミ衛星と同時にデータを解析できるような環境を構築し、本研究をさらに強化する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

当初想定したものよりも物品費用が少なかったため
次年度に組み込み、適切に処理する

  • Research Products

    (15 results)

All 2014 2013

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] High-energy Gamma-Ray Emission from Solar Flares: Summary of Fermi Large Area Telescope Detections and Analysis of Two M-class Flares2014

    • Author(s)
      Ackermann, M.; Ohno, M.; Ajello, M.; Albert, A.; Allafort, A.; Baldini, L.; Barbiellini, G.; Bastieri, D.; Bechtol, K.; Bellazzini, R.; Bissaldi, E.; Bonamente, E.; Bottacini, E.; Bouvier, A.; Brandt, T. J.; Bregeon, J.; Brigida, M.; Bruel, P.; Buehler, R.; Buson, S. et al.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 787 Pages: 15-28

    • DOI

      10.1088/0004-637X/787/1/15

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The First Pulse of the Extremely Bright GRB 130427A: A Test Lab for Synchrotron Shocks2014

    • Author(s)
      Preece, R. Burgess, J. Michael von Kienlin, A. Bhat, P. N. Briggs, M. S. Byrne, D. Chaplin, V. Cleveland, W. Collazzi, A. C. Connaughton, V. Diekmann, A. Fitzpatrick, G. Foley, S. Gibby, M. Giles, M. Goldstein, A. Greiner, J. Gruber, D. Jenke, P. Kippen, R. M. et al.
    • Journal Title

      Science

      Volume: 343 Pages: 51-54

    • DOI

      10.1126/science.1242302

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fermi-LAT Observations of the Gamma-Ray Burst GRB 130427A2014

    • Author(s)
      Ackermann, M. Ajello, M. Asano, K. Atwood, W. B. Axelsson, M. Baldini, L. Ballet, J. Barbiellini, G. Baring, M. G. Bastieri, D. Bechtol, K. Bellazzini, R. Bissaldi, E. Bonamente, E. Bregeon, J. Brigida, M. Bruel, P. Buehler, R. Burgess, J. Michael Buson, S. et al.
    • Journal Title

      Science

      Volume: 343 Pages: 42-47

    • DOI

      10.1126/science.1242353

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Extremely Microwave-Rich Solar Flare Observed with Nobeyama Radioheliograph2013

    • Author(s)
      Masuda, Satoshi Shimojo, Masumi Kawate, Tomoko Ishikawa, Shin-nosuke Ohno, Masanori
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 65SP1 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1093/pasj/65.sp1.S1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The First Fermi-LAT Gamma-Ray Burst Catalog2013

    • Author(s)
      Ackermann, M. Ajello, M. Asano, K. Axelsson, M. Baldini, L. Ballet, J. Barbiellini, G. Bastieri, D. Bechtol, K. Bellazzini, R. Bhat, P. N. Bissaldi, E. Bloom, E. D. Bonamente, E. Bonnell, J. Bouvier, A. Brandt, T. J. Bregeon, J. Brigida, M. Bruel, P. et al.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Supplement

      Volume: 209 Pages: 11-111

    • DOI

      10.1088/0067-0049/209/1/11

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fermi Large Area Telescope Detection of Two Very-high-energy (E > 100 GeV) γ-Ray Photons from the z = 1.1 Blazar PKS 0426-3802013

    • Author(s)
      Tanaka, Y. T. Cheung, C. C. Inoue, Y. Stawarz, L. Ajello, M. Dermer, C. D. Wood, D. L. Chekhtman, A. Fukazawa, Y. Mizuno, T. Ohno, M. Paneque, D. Thompson, D. J.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Letters

      Volume: 777 Pages: 18-24

    • DOI

      10.1088/2041-8205/777/1/L18

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Second Fermi Large Area Telescope Catalog of Gamma-Ray Pulsars2013

    • Author(s)
      Abdo, A. A. Ajello, M. Allafort, A. Baldini, L. Ballet, J. Barbiellini, G. Baring, M. G. Bastieri, D. Belfiore, A. Bellazzini, R. Bhattacharyya, B. Bissaldi, E. Bloom, E. D. Bonamente, E. Bottacini, E. Brandt, T. J. Bregeon, J. Brigida, M. Bruel, P. Buehler, R. et al.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Supplement

      Volume: 208 Pages: 17-76

    • DOI

      10.1088/0067-0049/208/2/17

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Emission Height and Temperature Distribution of White-light Emission Observed by Hinode/SOT from the 2012 January 27 X-class Solar Flare2013

    • Author(s)
      Watanabe, Kyoko Shimizu, Toshifumi Masuda, Satoshi Ichimoto, Kiyoshi Ohno, Masanori
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 776 Pages: 123-132

    • DOI

      10.1088/0004-637X/776/2/123

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Interplanetary Network Supplement to the Fermi GBM Catalog of Cosmic Gamma-Ray Bursts2013

    • Author(s)
      Hurley, K. Pal'shin, V. D. Aptekar, R. L. Golenetskii, S. V. Frederiks, D. D. Mazets, E. P. Svinkin, D. S. Briggs, M. S. Connaughton, V. Meegan, C. Goldsten, J. Boynton, W. Fellows, C. Harshman, K. Mitrofanov, I. G. Golovin, D. V. Kozyrev, A. S. Litvak, M. L. Sanin, A. B. Rau, A. et al.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Supplement,

      Volume: 207 Pages: 39-47

    • DOI

      10.1088/0067-0049/207/2/39

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Interplanetary Network Localizations of Konus Short Gamma-Ray Bursts2013

    • Author(s)
      Pal'shin, V. D. Hurley, K. Svinkin, D. S. Aptekar, R. L. Golenetskii, S. V. Frederiks, D. D. Mazets, E. P. Oleynik, P. P. Ulanov, M. V. Cline, T. Mitrofanov, I. G. Golovin, D. V. Kozyrev, A. S. Litvak, M. L. Sanin, A. B. Boynton, W. Fellows, C. Harshman, K. Trombka, J. McClanahan, T. et al.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Supplement

      Volume: 207 Pages: 38-52

    • DOI

      10.1088/0067-0049/207/2/38

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] すざく衛星搭載広帯域全天モニタによる太陽フレア観測2014

    • Author(s)
      大野 雅功
    • Organizer
      日本天文学会 秋期年会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20140910-20140912
  • [Presentation] ASTRO-H衛星搭載硬X線軟ガンマ線検出器におけるBGOアクティブシールドの開発状況2014

    • Author(s)
      大野 雅功
    • Organizer
      日本物理学会 春季年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] ASTRO-H衛星搭載軟ガンマ線検出器(SGD)開発の現状2014

    • Author(s)
      大野 雅功
    • Organizer
      日本天文学会 春季年会
    • Place of Presentation
      国際基督教大学
    • Year and Date
      20140319-20140322
  • [Presentation] フェルミ衛星で見たガンマ線バーストからの高エネルギー放射2013

    • Author(s)
      大野 雅功
    • Organizer
      高エネルギーガンマ線でみる極限宇宙2013
    • Place of Presentation
      東京大学柏キャンパス 宇宙線研究所
    • Year and Date
      20130903-20130904
    • Invited
  • [Presentation] Future Astro-H Observations of Gamma-ray Bursts2013

    • Author(s)
      Masanori Ohno
    • Organizer
      Huntsville Gamma Ray Burst Symposium GRB 2013
    • Place of Presentation
      Nashville, Tennessee, USA
    • Year and Date
      20130414-20130418

URL: 

Published: 2015-05-28  

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