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高エネルギー宇宙線源の系統的研究

研究課題

研究課題/領域番号 11203101
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関神奈川大学 (2005)
東京大学 (1999, 2003-2004)
名古屋大学 (2000-2002)

研究代表者

湯田 利典  神奈川大学, 工学部, 特任教授 (60092368)

研究分担者 大西 宗博  東京大学, 宇宙線研究所, 助手 (10260514)
堀田 直己  宇都宮大学, 教育学部, 教授 (60157039)
山本 嘉昭  甲南大学, 理工学部, 教授 (70068112)
柴田 祥一  中部大学, 工学部, 助教授 (20267909)
荒船 次郎  大学評価学位授与機構, 教授 (80013415)
村木 綏  名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 教授 (70013430)
研究期間 (年度) 1999 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
48,600千円 (直接経費: 48,600千円)
2005年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2004年度: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
2003年度: 7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
2002年度: 7,300千円 (直接経費: 7,300千円)
2001年度: 8,100千円 (直接経費: 8,100千円)
2000年度: 8,100千円 (直接経費: 8,100千円)
1999年度: 10,000千円 (直接経費: 10,000千円)
キーワードチベット / 空気シャワーアレイ / 高エネルギーガンマ線 / 高エネルギー宇宙線 / knee領域 / 太陽の影 / 太陽中性子 / 宇宙線異方性 / 宇宙ガンマ線 / 宇宙線加速 / 空気シャワー観測装置 / 一次宇宙線 / 宇宙線放射天体 / シンチレーション検出器 / 太陽中性子望遠鏡 / ガンマ線点源 / カニ星雲 / 活動的銀河核 / ガンマ線天源 / 活動銀河核 / 羊八井高原 / 空気シャワー装置 / ガンマ線放射天体 / 太陽磁場変動 / 太陽フレア粒子 / 太陽活動期
研究概要

99年度からスタートした特定領域研究により、チベットのヤンパーチン高原(標高4300m)に中国と共同で高感度の空気シャワーアレイ及び太陽中性子観測装置を設置した。主な研究目的は、活動的天体からの高エネルギーガンマ線高エネルギー宇宙線及び太陽フレア(太陽表面での爆発現象)に伴って発生する高エネルギー中性子等宇宙由来の粒子を観測し、宇宙線の発見以来未解決の高エネルギー宇宙線の起源、加速及び伝播の問題について新たな知見を得ることである。まず、1998年までに建設された空気シャワーアレイ(Tibet-II)の増強とアップグレードは99年から漸次行ない、03年秋に完成した。完成した高精度空気シャワーアレイ(Tibet-III)は約800台のシンチレーション検出器からなり、各検出器は面積37000平方メートルの中に7.5mの間隔で碁盤目状に配置されている。宇宙線シャワーは毎秒約1700イベントの高頻度で観測され、その到来方向を1度より小さい角度精度で計測できる。太陽中性子望遠鏡は99年秋に完成し、太陽フレアの常時監視を続けている。サイクル23の期間に中性子イベントが数例観測された。これまでの観測により、以下のような重要な成果が得られている。
1)カニ星雲、活動銀河核Mrk421及びMrk501からのガンマ線の観測。これは空気シャワーアレイによるガンマ線放射天体の世界最初の観測である。
2)銀河の宇宙線強度の大規模異方性のエネルギー依存性の最初の観測。Cygnus領域に有意な異方性を観測している。
3)knee領域の一次宇宙線の全粒子及び一次陽子成分のエネルギースペクトルを観測し、kneeの主成分は陽子ではないことを明らかにした。
4)サイクル23の太陽活動期間の太陽の影を観測し、極大期に特有の新たな変動を見出した。
5)軟X線強度X3クラスの太陽フレアに伴う中性子の観測に成功。10GeVを超える高エネルギー中性子が含まれ、電子とイオンの同時加速を示唆するイベントが観測された。
これらは、高エネルギー宇宙線の起源・加速問題、太陽・太陽磁気圏及び銀河系空間の磁場と宇宙線の結合問題に関連する新たな観測結果である。本研究では、これらの研究成果を取り纏めて研究成果報告書を作成すると同時に、学術雑誌、国際会議、学会等でその発表を行なった。

報告書

(8件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2006 2005 2004 2003 2002 2000 1999 その他

すべて 雑誌論文 (23件) 文献書誌 (27件)

  • [雑誌論文] Are protons still dominant at the knee of the cosmic-ray energy spectrum?2006

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Physics Letters B632

      ページ: 58-64

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Flux upper limits of diffuse TeV gamma rays from the Galactic plane using the effective area of the Tibet-II and -III arrays2006

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Advances in Space Research 37

      ページ: 1932-1937

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Variation of Sun shadow in the Solar Cycle 23 observed with the Tibet air shower array2006

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Advances in Space Research (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Are protons still dominant at the knee of the cosmic-ray energy spectrum?2006

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Phys.Lett. Vol.B632

      ページ: 58-64

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Flux upper limits of diffuse TeV gamma rays from the Galactic plane using the effective area of the Tibet-II and-III arrays.2006

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Adv.Space Res. Vol.37

      ページ: 1932-1937

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Are protons still dominant at the knee of cosmic-ray energy spectrum?2006

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Physical Letters B632

      ページ: 58-64

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Flux upper limits of diffuse TeV gamma rays from the Galactic plane using the effective area of the Tibet-II and -III arrays2006

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Advances in Space Research (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of PeV gamma rays from the Monogem rings with the Tibet air shower array2005

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal 635

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Large-Scale Sidereal Anisotropy of Galactic Cosmic-Ray Intensity Observed by the Tibet Air Shower Array2005

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical journal 626

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Northern Sky Survey for Steady TeV Gamma-Ray Point Sources Using the Tibet Air Shower Array2005

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal 633

      ページ: 1005-1012

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Observation of Pev gamma rays from the Monogem rings with the Tibet air shower array.2005

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      ApJ Vol.635

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Large-scale sidereal anisotropy of Galactic cosmic-ray intensity observed by the Tibet air shower array.2005

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      ApJ Vol.626

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A northern sky survey for study of TeV gamma-ray point sources using the Tibet air shower array.2005

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      ApJ Vol.633

      ページ: 1005-1012

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Observation of PeV gamma rays from the Monogem rings with the Tibet air shower array2005

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters 635

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Large-Scale Sidereal Anisotropy of Galactic Cosmic-Ray Intensity Observed by the Tibet Air Shower Array2005

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters 626

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Variation of Sun shadow in the Solar Cycle 23 observed with the Titbet air shower array2005

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Advances in Space Research (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation by an air-shower array in Tibet of multi-TeV cosmic-ray anisotropy due to terrestrial orbital motion around the sun2004

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 94・6

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Multi-TeV gamma-ray flares from Markarian 421 in 2000 and 2001 observed with the Tibet air shower array2003

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal 598・1

      ページ: 542-549

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of multi-TeV diffuse gamma rays from the Galactic plane with the Tibet air shower array2002

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal 580・2

      ページ: 580-595

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] The primary proton spectrum between 200 and 1000 TeV observed with the burst detector and air shower array2000

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Physical Review D 62・11

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A study of the shadowing of Galactic cosmic rays by the Sun in a quiet phase of solar activity2000

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal 541・2

      ページ: 1051-1058

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of multi-TeV gamma rays from the Crab nebula using the Tibet air shower array1999

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters 525

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Variation of Sun shadow in the solar cycle 23 observed with Tibet air shower array.

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Adv.Space Res. (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Amenomori et al.: "Multi-TeV gamma-ray flares from Markarian 421 in 2000 and 2001 observed with the Tibet air shower array"The Astrophysical Journal. 598・1. 542-549 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Amenomori et al.: "Observation of multi-TeV diffuse gamma rays from the Galactic plane with the Tibet air shower array"The Astrophysical Journal. 580・2. 580-895 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Amenomori et al.: "Detection of multi-TeV gamma rays from Markarian 501 during an unforseen flaring state in 1997"The Astrophysical Journal. 532・1. 302-307 (2000)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Amenomori et al.: "The primary proton spectrum between 200 and 1000 TeV observed with the burst detector and air shower array"Physical Review D. 62・11. 112002-1-112002-13 (2000)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Amenomori et al.: "A study of the shadowing of galactic cosmic rays by the Sun in a quiet phase of solar activity"The Astrophysical Journal. 541・2. 1051-1058 (2000)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 湯田利典: "チベットにおける高エネルギー宇宙線の研究"日本物理学会誌. 57・7. 484-491 (2002)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Amenomori et al.: "Observation of multi-TeV diffuse gamma rays from the Galactic plane with the Tibet air shower array"The Astrophysical Journal. 580・2. 580-895 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] J.Huang, T.Yuda et al.: "Primary proton spectrum around the knee from the emulsion chamber data obtained at Mts.Fuji and Kanbala"Astroparticle Physics. 18・6. 637-648 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Amenomori et al.: "Detection of multi-TeV gamma rays from Markarian 501 during an unforseen flaring state in 1997"The Astrophysical Journal. 532・1. 302-307 (2000)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Amenomori et al.: "The primary proton spectrum between 200 and 1000 TeV observed with the burst detector and air shower array"Physical Review D. 62・11. 112002-1-112002-13 (2000)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Amenomori et al.: "A study of the shadowing of galactic cosmic rays by the Sun in a quiet phase of solar activity"The Astrophysical Journal. 541・2. 1051-1058 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 湯田 利典: "チベットにおける高エネルギー宇宙線の研究"日本物理学会誌. 57・7. 484-491 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Amenomori et al.: "Multi-TeV gamma-ray observation of several strong outbursts of Mrk42l during 2000 and 2001 with the Tibet AS array"Proceedings of the 27th International Cosmic Ray Conference, 2001, Hamburg. 6. 2661-2664 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Amenomori et al.: "Sun's shadow in a high state of solar activity detected with the Tibet air shower array"Proceedings of the 27th International Cosmic Ray Conference, 2001, Hamburg. 9. 3795-3798 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Tsuchiya et al.: "Arrival of solar neutrons from large zenith angle"Proceedings of the 27th International Cosmic Ray Conference, 2001, Hamburg. 8. 3056-3059 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Amenomori et al.: "The primary proton spectrum between 200 and 1000 TeV observed with the Tibet burst detector and air shower array"Physical Review. D62. 112002-1-112002-13 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Amenomori et al.: "A study of the shadowing of galactic cosmic rays by the Sun in a quiet phase of solar activity with the Tibet AS array"The Astrophysical Journal. 541. 1051-1058 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Amenomori et al.: "Detection of multi-TeV gamma rays from Markarian 501 during an unforseen flaring state in 1997 with the Tibet AS array"The Astrophysical Journal. 532. 302-307 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Amenomori et al.: "Obsevtaion of multi-TeV gamma rays from the Crab Nebula using the Tibet air shower array"The Astrophysical Journal. 525巻No.2. L93-L96 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Amenomori et al.: "Detection of multi-TeV gamma rays from Markarian 501 during an foreseen flaring state in 1977 with the Tibet air shower array"The Astrophysical Journal. 532巻No.1. 302-307 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Amenomori et al.: "A study of the shadowing of galactic cosmic rays by the Sun in a quite phase of solar activity with the Tibet air shower array"The Astrophysical Journal. 541巻No.2. 1051-1058 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Amenomori et al.: "Measurement of air shower cores to study the cosmic ray composituion in the knee energy region"Physical Review D. 62巻. 072007 1-12 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Amenomori et al.: "Primary proton spectrum between 200 TeV and 1000 TeV observed with the Tibet burst detector and air shower array"Physical Review D. 62巻. 112002 1-13 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M. Amenomori: "Detection of Multi-TeV gamma rays from markarian 501 during an unforeseen flaring state in 1997"The Astrophysical Journal (in press). 532. (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M. Amenomori: "Observation of multi-TeV gamma rays from the Crab Nebula using the Tibet air shower array"The Astrophysical Journal. 525. L93-L96 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M. Amenomori: "Sun's shadow by 10 TeV cosmic rays under the influence of solar activity"Advances in Space Research. 23. 611-615 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Katayose: "A solar neutron telescope in Tibet"Proc. 26th Inter. Cosmic Ray Conf.. 6. 58-61 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2018-03-28  

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