フェルミ・ガンマ線衛星による超新星残骸の観測からせまる宇宙線起源

• Project/Area Number: 13J02029
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Astronomy
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 勝田 隼一郎 広島大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥3,960,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: フェルミ衛星 / ひとみ衛星 / 高エネルギー天文学 / 星形成領域 / 超新星残骸 / ガンマ線

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、大規模な星形成領域（MSFR）における高エネルギー粒子の加速過程の調査を行ってきた。この天体は、本研究の調査天体である超新星残骸（SNR）のゆりかごであり、この天体の物理環境が「SNRが宇宙線加速源である」という仮説する検証する上で重要な鍵を握っている可能性がある。この研究では主にLATによるガンマ線観測とX線天文衛星XMM-Newton搭載のEPIC検出器によるX線観測を行った。この結果、MFR候補天体のG25からガンマ線検出に成功し、その特徴がMSFRからのガンマ線検出の唯一の事例であるCyg Xと非常に似ており、G25がMSFRからのガンマ線検出の２番目の事例であることを強く示唆していることを発見した。
2016年2月に打ち上げられたX線天文衛星Hitomiの開発に貢献した。特にHitomi搭載の軟ガンマ線検出器（SGD）の主検出器であるSi/CdTeコンプトンカメラの偏光性能の実証実験を行った。地上データに基づくX線望遠鏡の測定能力を知ることは精確な天体観測をする上で必須となる。私は実行リーダーとして、11月に行われた大規模放射光施設Spring-8で100%偏光X線ビームを用いて、SGDの検出器能力の測定試験（15名程度が参加）の準備を進め実験を成功させた。この試験によって、SGDがモジュレーションファクター60%程度で60-600 keVのガンマ線の偏光度を測定できることを初めて実証した。これはX線で非常に明るいかに星雲であれば3%程度の精度で測定できることを示唆しており、10%程度の偏光であれば十分に検出可能であることを実証した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Presentation] Fermi-LAT Observation of Extended Gamma-ray Emission from the G25.0+0.0 Region (2014)
  • Author(s): J. Katsuta
  • Organizer: Fifth International Fermi Symposium
  • Place of Presentation: Nagoya University
  • Year and Date: 2014-10-20 – 2014-10-24
• [Presentation] フェルミ・ガンマ線宇宙望遠鏡によるG25.0+0.0領域からの広がったガンマ線放射の観測 (2014)
  • Author(s): 勝田隼一郎
  • Organizer: 日本天文学会
  • Place of Presentation: 山形大学
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13