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

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25800151
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 大野 雅功 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (50509875)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: ガンマ線バースト / ガンマ線観測 / フェルミ衛星 / ASTRO-H衛星

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的であるガンマ線バースト付随のジェット構造の解明のため、フェルミ衛星を用いたガンマ線観測を進めてきた。特に、フェルミ衛星メンバーにより構成されるガンマ線バースト監視当番に積極的に参加し、フェルミ衛星によるガンマ線バースト発見統計数の増加に貢献するだけでなく、情報を世界に迅速に公開することで他波長による追観測を行い、より詳細なガンマ線バーストの情報をひきだすことができた。また、今年度はフェルミ衛星による新しいデータ解析手法が整備され、これによりより広いエネルギー領域での精度良い解析が可能となる重要なアップデートであり、世界に公開するべく、その妥当性の検証などを行った。
フェルミ衛星で捉える高エネルギーガンマ線とともに、X線から軟ガンマ線の情報もガンマ線バーストにとって重要であり、現在稼働しているすざく衛星を用いた観測を継続するとともに、日本の次期X線天文衛星に搭載される検出器を用いてガンマ線バースト観測を行うべく、ASTRO-H衛星機器開発を行った。特に、本年度は衛星搭載機器に向けた最終仕様検証及び衛星搭載品の作成、地上較正試験といった非常に重要な試験が集中して行われ、ガンマ線バースト観測を担う検出器の設計責任者のひとりとして設計、機能検証を中心となって行った。衛星搭載品は全て問題なく完成した。地上較正試験の結果、検出器は設計通りの機能、性能を発揮していることが実証され、今後の観測に必要な応答関数構築のためのデータも合わせて取得した。これらの試験結果、ASTRO-Hによるガンマ線バースト観測の展望に関しては、多くの国際、国内会議において報告しており、将来の観測計画についても充分に議論を重ねることができた一年であったといえる。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究では、フェルミ衛星によりガンマ線バーストからの高エネルギーガンマ線放射の観測により、ジェットの運動速度などに制限をつけること及び、X線から軟ガンマ線領域におけるシンクロトロン放射成分を抑え、高エネルギーガンマ線放射の振る舞いにより制限をつけるために、ASTRO-H衛星によるガンマ線バースト観測を目指し開発を進めることが大きな目的となっている。フェルミ衛星による高エネルギーガンマ線の観測では、本年度において新しいデータ解析手法の開発が進められたことで、より低エネルギー側のデータ解析が可能となり、高エネルギーガンマ線放射の振る舞いにフェルミ衛星のみで大きな制限を付けられる可能性ができた。今後、その妥当性をより明らかにすることで実際の科学的な成果に結びつけることができると考えており、研究目的を予定通り進められているといえる。ASTRO-H 衛星に関しても、本年度でいよいよ衛星搭載品が完成し、ガンマ線バースト観測機能についても設計通り動作しており、地上試験により今後科学観測に必要なデータを揃えることができた。加えて、ASTRO-H衛星によるガンマ線バースト観測については国内外の研究者と議論を重ねており、計画通りに研究を進められているといえる。

Strategy for Future Research Activity

今後の研究においては、フェルミ衛星によるガンマ線バースト観測について、引き続きバースト監視当番には日本の代表的なメンバーのひとりとして積極的に参加し、観測統計量を増やすとともに、興味深いイベントでは必ず地上望遠鏡による追観測が行えるように尽力していく、合わせて、本年度開発された新しいデータ解析手法を用いたデータ解析を積極的に行い、その特性を充分に踏まえることができた上で、研究目的に上げたガンマ線バースト付随ジェットの性質について迫るデータ解析を推進し、論文へとまとめる。
ASTRO-H 衛星については、今後いよいよ打ち上げられることになるため、打ち上げ前の最終試験を行い、ガンマ線バースト観測機能の最終的な機能、性能を検証する。平行して地上較正試験で得られたデータにもとづいてガンマ線バースト観測における応答関数を構築しておき、打ち上げ後迅速に解析できる準備を整えておく。打ち上げ後はガンマ線バーストが検出され次第、フェルミ衛星や他観測衛星とデータを比較し、地上で構築した応答関数の妥当性を検証し、科学的成果に結びつけることができるように解析精度の向上に尽力する。初期観測の成果は迅速に論文にまとめるなど、ASTRO-H によるガンマ線バースト観測を本格的に推進していく。

Research Products

• [Journal Article] Sub-MeV band observation of a hard burst from AXP 1E 1547.0-5408 with the Suzaku Wide-band All-sky Monitor (2015)
  • Author(s): asuda, Tetsuya; Iwakiri, Wataru B.; Tashiro, Makoto S.; Terada, Yukikatsu; Kouzu, Tomomi; Enoto, Teruaki; Nakagawa, Yujin E.; Bamba, Aya; Urata, Yuji; Yamaoka, Kazutaka; Ohno, Masanori; Shibata, Shinpei; Makishima, Kazuo
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan, Advance Access Volume: in press Pages: 12
  • DOI: 10.1093/pasj/psv011
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Observations of Gamma-ray Bursts with ASTRO-H and Fermi (2015)
  • Author(s): Ohno, M.; Kawano, T.; Tashiro, M. S.; Ueno, H.; Yonetoku, D.; Sameshima, H.; Takahashi, T.; Seta, H.; Mushotzky, R.; Yamaoka, K.; ASTRO-H SWG team; Fermi LAT/GBM collaborations
  • Journal Title: 2014 Fermi Symposium proceedings - eConf C141020.1 Volume: in press Pages: 4
  • Open Access
• [Journal Article] Gamma-Ray Flaring Activity from the Gravitationally Lensed Blazar PKS 1830--211 Observed by Fermi LAT (2015)
  • Author(s): Abdo, A. A.; Ohno, M., Ackermann, M.; Ajello, M.; Allafort, A.; Amin, M. A.; Baldini, L.; Barbiellini, G.; Bastieri, D.; Bechtol, K.; Bellazzini, R.; Blandford, R. D.; Bonamente, E.; Borgland, A. W.; Bregeon, J.; Brigida, M.; Buehler, R.; Bulmash, D.; Buson, S.; Caliandro, G. A.;, et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 799 Pages: 143-157
  • DOI: 10.1088/0004-637X/799/2/143
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] ASTRO-H White Paper - Chemical Evolution in High-z Universe (2014)
  • Author(s): Tashiro, M. S.; Yonetoku, D.; Ohno, M.; Sameshima, H.; Seta, H.; Ueno, H.; Nakagawa, T.; Tamura, T.; Paerels, F.; Kawai, N.; on behalf of the ASTRO-H Science Working Group
  • Journal Title: eprint arXiv:1412.1179 Volume: arXiv:1412.1179 Pages: 15
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] ASTRO-H White Paper - Accreting Pulsars, Magnetars, and Related Sources (2014)
  • Author(s): Kitamoto, S.; Enoto, T.; Safi-Harb, S.; Pottschmidt, K.; Ferrigno, C.; Chernyakova, M.; Hayashi, T.; Hell, N.; Kaneko, K.; Khangulyan, D.; Kohmura, T.; Krimm, H.; Makishima, K.; Nakano, T.; Odaka, H.; Ohno, M.; Sasano, M.; Sugita, S.; Terada, Y.; Yasuda, T.; Yuasa, T.; for the ASTRO-H Science Working Group
  • Journal Title: eprint arXiv:1412.1165 Volume: arXiv:1412.1165 Pages: 40
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] MAXI observations of gamma-ray bursts (2014)
  • Author(s): Serino, M.; Sakamoto, T.; Kawai, N.; Yoshida, A.; Ohno, M.; Ogawa, Y.; Nishimura, Y.; Fukushima, K.; Higa, M.; Ishikawa, K.; Ishikawa, M.; Kawamuro, T.; Kimura, M.; Matsuoka, M.; Mihara, T.; Morii, M.; Nakagawa, Yujin E.; Nakahira, S.; Nakajima, M.; Nakano, Y.; Negoro, H.; Onodera, T.; Sasaki, M.; Shidatsu, M.; et al.
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 66 Pages: 87-101
  • DOI: 10.1093/pasj/psu063
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Development and verification of signal processing system of BGO active shield onboard Astro-H (2014)
  • Author(s): Ohno, M.; Tokuda, S.; Kawano, T.; Furui, S.; Edahiro, I.; Takahashi, H.; Goto, K.; Fukazawa, Y.; Murakami, H.; Kobayashi, S.; Sakurai, S.; Sasano, M.; Torii, S.; Nakano, T.; Ono, K.; Miyake, K.; Nishida, T.; Nakazawa, K.; Makishima, K.; Hagino, K.; Yuasa, T.; Odaka, H.; Takahashi, T.; Tajima, H.; et al.
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: 9144 Pages: 1-13
  • DOI: 10.1117/12.2055676
  • Open Access
• [Journal Article] Thermal design of the hard x-ray imager and the soft gamma-ray detector onboard ASTRO-H (2014)
  • Author(s): Noda, Hirofumi; Nakazawa, Kazuhiro; Makishima, Kazuo; Iwata, Naoko; Ogawa, Hiroyuki; Ohta, Masayuki; Sato, Goro; Kawaharada, Madoka; Watanabe, Shin; Kokubun, Motohide; Takahashi, Tadayuki; Ohno, Masanori; Fukazawa, Yasushi; Tajima, Hiroyasu; Uchiyama, Hideki; Ito, Shuji; Fukuzawa, Keita
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: 9144 Pages: 1-11
  • DOI: 10.1117/12.2055379
  • Open Access
• [Journal Article] Soft gamma-ray detector (SGD) onboard the ASTRO-H mission (2014)
  • Author(s): Fukazawa, Yasushi; Ohno Masanori; Tajima, Hiroyasu; Watanabe, Shin; Blandford, Roger; Hayashi, Katsuhiro; Harayama, Atsushi; Kataoka, Jun; Kawaharada, Madoka; Kokubun, Motohide; Laurent, Philippe; Lebrun, Francois; Limousin, Olivier; Madejski, Grzegorz M.; Makishima, Kazuo; Mizuno, Tsunefumi; Mori, Kunishiro; et al.
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: 9144 Pages: 1-12
  • DOI: 10.1117/12.2055292
  • Open Access
• [Journal Article] The Hard X-ray Imager (HXI) for the ASTRO-H Mission (2014)
  • Author(s): Sato, Goro; Ohno, Masanori; Kokubun, Motohide; Nakazawa, Kazuhiro; Enoto, Teruaki; Fukazawa, Yasushi; Harayama, Atsushi; Hayashi, Katsuhiro; Kataoka, Jun; Katsuta, Junichiro; Kawaharada, Madoka; Laurent, Philippe; Lebrun, Francois; Limousin, Olivier; Makishima, Kazuo; Mizuno, Tsunefumi; Mori, Kunishiro; et al.
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: 9144 Pages: 1-11
  • DOI: 10.1117/12.2055629
  • Open Access
• [Journal Article] The ASTRO-H X-ray astronomy satellite (2014)
  • Author(s): Takahashi, Tadayuki; Ohno, Masanori; Mitsuda, Kazuhisa; Kelley, Richard; Aharonian, Felix; Akamatsu, Hiroki; Akimoto, Fumie; Allen, Steve; Anabuki, Naohisa; Angelini, Lorella; Arnaud, Keith; Asai, Makoto; Audard, Marc; Awaki, Hisamitsu; Azzarello, Philipp; Baluta, Chris; Bamba, Aya; et al.
  • Journal Title: Proceedings of the SPIE Volume: 9144 Pages: 1-24
  • DOI: 10.1117/12.2055681
  • Open Access
• [Journal Article] Impulsive and Long Duration High-energy Gamma-Ray Emission from the Very Bright 2012 March 7 Solar Flares (2014)
  • Author(s): Ajello, M.; Ohno, M.;Albert, A.; Allafort, A.; Baldini, L.; Barbiellini, G.; Bastieri, D.; Bellazzini, R.; Bissaldi, E.; Bonamente, E.; Brandt, T. J.; Bregeon, J.; Brigida, M.; Bruel, P.; Buehler, R.; Buson, S.; Caliandro, G. A.; Cameron, R. A.; Caraveo, P. A. et al.
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Volume: 789 Pages: 20-35
  • DOI: 10.1088/0004-637X/789/1/20
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] High-energy Gamma-Ray Emission from Solar Flares: Summary of Fermi Large Area Telescope Detections and Analysis of Two M-class Flares (2014)
  • 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
• [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地上較正試験 (2015)
  • Author(s): 大野雅功，河野貴文，古井俊也，枝廣育実，白川裕章，勝田隼一郎，田中康之，高橋弘充，水野恒史，深沢泰司，村上浩章，小林翔悟，三宅克馬，小野光，室田優紀，中澤知洋，牧島一夫，佐藤悟朗，片岡淳，一戸悠人，内田悠介，桂川美穂，武田伸一郎，小高浩和，林克洋，太田方之，渡辺伸，国分紀秀，高橋忠幸，田島宏康，他 HXI/SGDチーム
  • Organizer: 日本物理学会春季年会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
  • Year and Date: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [Presentation] Future ASTRO-H observations of chemical evolution in high-z universe (2015)
  • Author(s): Ohno, Masanori; Tashiro, Makoto S.; Yonetoku, Daisuke; Sameshima, Hiroaki; Seta, Hiromi; Ueno, Haruka; Mushotzky, Richard; Kelley, Richard L.; Nakagawa, Takao; Tamura, Takayuki; Paerels, Frits B.; Kawai, Nobuyuki; Ohashi, Takaya; ASTRO-H Team
  • Organizer: American Astronomical Society 225th meeting
  • Place of Presentation: Seattle, USA
  • Year and Date: 2015-01-04 – 2015-01-08
• [Presentation] Observations of Gamma-ray Bursts with ASTRO-H and Fermi (2014)
  • Author(s): Ohno, M.; Kawano, T.; Tashiro, M. S.; Ueno, H.; Yonetoku, D.; Sameshima, H.; Takahashi, T.; Seta, H.; Mushotzky, R.; Yamaoka, K.; ASTRO-H SWG team; Fermi LAT/GBM collaborations
  • Organizer: Fifth International Fermi Symposium
  • Place of Presentation: Nagoya, Japan
  • Year and Date: 2014-10-20 – 2014-10-24
• [Presentation] Development and Verification of Signal Processing System of BGO Active Shield onboard Astro-H (2014)
  • Author(s): Ohno, M.; Tokuda, S.; Kawano, T.; Furui, S.; Edahiro, I.; Takahashi, H.; Goto, K.; Fukazawa, Y.; Murakami, H.; Kobayashi, S.; Sakurai, S.; Sasano, M.; Torii, S.; Nakano, T.; Ono, K.; Miyake, K.; Nishida, T.; Nakazawa, K.; Makishima, K.; Hagino, K.; Yuasa, T.; Odaka, H.; Takahashi, T.; Tajima, H.; et al.
  • Organizer: SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation
  • Place of Presentation: Montreal, Canada
  • Year and Date: 2014-07-22 – 2014-07-26
• [Presentation] Hard X-ray and Soft Gamma-ray Observations of Solar Flares with Suzaku Wide-band All-sky Monitor (2014)
  • Author(s): Masanori Ohno, Kazutaka Yamaoka, Wataru Iwakiri, Yukikatsu Terada, Makoto Tashiro, Shin'nosuke Ishikawa
  • Organizer: 13th RHESSI Workshop
  • Place of Presentation: FHNW Windisch, Switzerland
  • Year and Date: 2014-04-01 – 2014-04-04
• [Book] 「別冊ニュートン」 "アインシュタイン相対論の100年" (2015)
  • Author(s): 井手 亮、大野 雅功
  • Total Pages: 159(16~48)
  • Publisher: 株式会社ニュートンプレス
• [Book] サイエンス誌に載った日本人研究者 (2015)
  • Author(s): 大野 雅功、浅野 勝晃、深沢 泰司、林田 将明、花畑 義隆、井上 芳幸、河野 貴文、水野 恒史、大杉 節、奥村 曉、田島 宏康、高橋 弘充、山崎 了、et al.
  • Total Pages: 97 (13)
  • Publisher: 株式会社アスカコーポレーション