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ガンマ線バーストの迅速な発見、観測による宇宙形成・進化の研究

研究課題

研究課題/領域番号 14GS0211
研究種目

学術創成研究費

配分区分補助金
研究機関東京工業大学

研究代表者

河合 誠之  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80195031)

研究分担者 細谷 暁夫  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80028258)
松永 三郎  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (00222307)
渡辺 潤一 (渡部 潤一)  国立天文台, 天文情報公開センター, 助教授 (50201190)
太田 耕司 (太田 耕治)  京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50221825)
吉田 篤正  青山学院大学, 理工学部, 教授 (80240274)
研究期間 (年度) 2002 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
329,160千円 (直接経費: 274,080千円、間接経費: 55,080千円)
2006年度: 52,910千円 (直接経費: 40,700千円、間接経費: 12,210千円)
2005年度: 50,440千円 (直接経費: 38,800千円、間接経費: 11,640千円)
2004年度: 51,350千円 (直接経費: 39,500千円、間接経費: 11,850千円)
2003年度: 83,980千円 (直接経費: 64,600千円、間接経費: 19,380千円)
2002年度: 90,480千円 (直接経費: 90,480千円)
キーワードガンマ線バースト / X線天文学 / 光学天文学 / X線検出器 / 科学衛星
研究概要

本研究の目的は、γ線バーストの発生直後に光学・赤外残光を観測することによって、バーストの原因となる超相対論的ジェットの発生機構や、太古の宇宙における大質量星生成の歴史を探ることである。我々は、γ線バーストGRB050904の残光の「すばる望遠鏡」による分光観測に世界で唯一成功し、赤方偏移6.3、すなわち距離128億光年にある観測史上最遠のγ線バーストであることと、その時代の宇宙ではすでにほとんどの銀河間物質は電離していること、さらに母銀河の重元素組成を明らかにした。また、岡山および明野に設置した口径50cmの専用望遠鏡用の3色同時撮像カメラを製作し、2個所でガンマ線バースト残光の観測を行なえる体制を構築した。この2台の望遠鏡は、衛星からの通報によって迅速に自動観測を行い、得られたデータも自動的に解析されてデータベースに格納される。観測例としては、GRB060115は世界に先駆けて岡山の望遠鏡で撮像に成功し、外国チームによる赤方偏移3.5の測定を導いた。また、銀河間水素による吸収端を利用して遠方のγ線バーストの赤方偏移を多色測光によって計測するため、国立天文台岡山観測所の91cm望遠鏡を広視野赤外線自動望遠鏡への改造を行なったほか、日本国内での観測機会を増やすため、本土と天候の異なる石垣島天文台にも3色同時カメラを設置し、観測を行なった
また、地上に迅速にγ線バーストの位置を通報するための小型衛星の開発の第一歩として、APDを用いた小型軽量な放射線検出器を開発し、学生主導で製作された超小型衛星"Cute1.7+APD"に搭載した。2006年2月にJAXA M-V8号機による軌道投入と地上との交信には成功したが、衛星バスCPUの故障のため、検出器実験データは取得できなかったため、平成19年度に2号機を製作し、平成20年4月に打上げらた。その結果、放射線帯の低エネルギー荷電粒子放射線を計測し、世界初のAPD放射線検出器の軌道実証に成功した。

報告書

(6件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2007 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (29件) 文献書誌 (11件)

  • [雑誌論文] Development of MITSuME-Multicolor imaging telescopes for survey and monstrous explosions2007

    • 著者名/発表者名
      Yatsu, Y., N.Kawai, T.Shimokawabe, et. al.
    • 雑誌名

      Physica E 40・2

      ページ: 434-437

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of MITSuME-Multicolor imaging telescopes for survey and monstrous explosions2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Yatsu, N.Kawai, T.Shimokawabe, et al.
    • 雑誌名

      Physica E 40・2

      ページ: 434-437

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Implications for Cosmic Reionization from the Optical Afterglow Spectrum of the γ-Ray Burst 050904 at z=6.32006

    • 著者名/発表者名
      N.Kawai,, K..Ohta, T-Totani, et. al.
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan 58

      ページ: 485-498

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Energy Conversion Efficiency in Prompt Emissions of Gamma-Ray Bursts2006

    • 著者名/発表者名
      N.Kawai, M.Suzuki
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan 58

      ページ: 569-586

    • NAID

      10023941559

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study of avalanche photodiodes for soft X-ray detection below 20keV2006

    • 著者名/発表者名
      J.Kataoka, N.Kawai, J.Kotoku, et. al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 564

      ページ: 134-143

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Implications for Cosmic Reionization from the Optical Afterglow Spectrum of the g-Ray Burst 050904 at z=6.32006

    • 著者名/発表者名
      N.Kawai,, K.Ohta, T.Totani, et al.
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan 58

      ページ: 485-498

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study of avalanche photodiodes for soft X-ray detection below 20keV2006

    • 著者名/発表者名
      J.Kataoka, N.Kawai, J.Kotoku, et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 564

      ページ: 134-143

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Implications for Cosmic Reionization from the Optical Afterglow Spectrum of the Gamma-Ray Burst 050904 at z=6.32006

    • 著者名/発表者名
      N. Kawai, K. Ohta, T. Totani, et. al.
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan 58

      ページ: 485-498

    • NAID

      10023941176

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Energy Conversion Efficiency in Prompt Emissions of Gamma-Ray Bursts2006

    • 著者名/発表者名
      N. Kawai M. Suzuki,
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan 58

      ページ: 569-586

    • NAID

      10023941559

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Soft X-Ray Transmission Spectroscopy of a Warm/Hot Intergalactic Medium with XEUS2006

    • 著者名/発表者名
      N. Kawai, H. Kawahara K. Yoshikawa, et. al.
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan 58

      ページ: 657-671

    • NAID

      10023942193

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Study of avalanche photodiodes for soft X-ray detection below 20 ke V2006

    • 著者名/発表者名
      N. Kawai, J. Kataoka J. Kotoku, et. al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 564

      ページ: 134-143

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] An active gain-control system for Avalanche photo-diodes under moderate temperature variations2006

    • 著者名/発表者名
      N. Kawai, J. Kataoka, J. Kotoku, et. al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 564

      ページ: 300-307

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Pre-flight Performance and Radiation Hardness of the Tokyo Tech pico-satellite Cute 1.72006

    • 著者名/発表者名
      N. Kawai, J, Kataoka, J. Kotoku, et. al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 565

      ページ: 677-685

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] An optical spectrum of the afterglow of a gamma-ray burst at a redshift of Z = 6. 2952006

    • 著者名/発表者名
      N.Kawai, G.Kosugi, K.Aoki A.Yoshida, J.Watanabe et al.
    • 雑誌名

      Nature 440(7081)

      ページ: 184-186

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of 2cm-square Hamamatsu avalanche photodiodes for high-resolution X-rays and @c-rays detection2006

    • 著者名/発表者名
      R.Sato, J.Kataoka, N.Kawai et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 556

      ページ: 535-542

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Design and development of Tokyo Tech pico-satellite Cute -1.72005

    • 著者名/発表者名
      J.Kotoku, J.Kataoka, N.Kawai, S.Matunaga et al.
    • 雑誌名

      UV, X-Ray, and Gamma-Ray Space Instrumentation for Astronomy XIV. Proceedings of the SPIE 5898

      ページ: 279-288

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] HETE-2 Observation of Two Gamma-Ray Bursts at z>32005

    • 著者名/発表者名
      J.-L.Atteia, N.Kawai, A.Yoshida et al.
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal, 626

      ページ: 292-297

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The afterglow of GRB 050709 and the nature of the short-hard gamma-ray bursts2005

    • 著者名/発表者名
      D.B.Fox, D.A.Frail, N.Kawai et al.
    • 雑誌名

      Nature 437(7060)

      ページ: 845-850

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] HETE-2 Localization and Observations of the Gamma-Ray Burst GRB 0208132005

    • 著者名/発表者名
      R.Sato, J.Kataoka, A.Yoshida, N.Kawai et al.
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan 57

      ページ: 1031-1039

    • NAID

      10023939239

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Hu-ring : a small university satellite for gamma-ray burst2004

    • 著者名/発表者名
      Kawai, N., Okada, H., Kataoka, J., Matsunaga, S.et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the SPIE 5488

      ページ: 967-976

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Performance of the most recent avalanche photodiodes for future X-ray and gamma-ray astronomy2004

    • 著者名/発表者名
      Kataoka, J., Ikagawa, T., Kawai, N.et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the SPIE 5501

      ページ: 249-260

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Robotic telescope for rapid gamma-ray burst follow-up observations2004

    • 著者名/発表者名
      Sato, R., Kawai, N., Kataoka, J.et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the SPIE 5492

      ページ: 859-870

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] On the jet structure and magnetic field configuration of GRB 0208132004

    • 著者名/発表者名
      Lazzati, D., Covino, S., Kawai, N.et al.
    • 雑誌名

      Astronomy and Astrophysics 422

      ページ: 121-128

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] GRB 020813 : Polarization in the case of a smooth optical decay2004

    • 著者名/発表者名
      Gorosabel, J., Rol, E., Kawai, N.et al.
    • 雑誌名

      Astronomy and Astrophysics 422

      ページ: 113-119

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Radio Observations of the Afterglow of GRB 0303292004

    • 著者名/発表者名
      Kuno, N., Sato, N., Kawai, N.et al.
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan 56

    • NAID

      10023930519

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Performance of large-area avalanche photodiode for low-energy X-rays and γ-rays scintillation detection2003

    • 著者名/発表者名
      T.Ikagawa, J.Kataoka, Y.Yatsu, N.Kawai, et. al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods A515

      ページ: 671-679

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Earliest Detection of the Optical Afterglow of GRB 030329 and Its Variability2003

    • 著者名/発表者名
      Sato, R., Kawai, N., Kataoka, J., Yanagisawa, K., et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters 599

    • NAID

      110001216441

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Performance of large-area avalanche photodiode for low-energy X-rays and γ-rays scintillation detection2003

    • 著者名/発表者名
      T.Ikagawa, J.Kataoka, Y.Yatsu, N.Kawai, et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods A515

      ページ: 671-679

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Earliest Detection of the Optical Afterglow of GRB 030329 and Its Variability2003

    • 著者名/発表者名
      R.Sato, N.Kawai, J.Kataoka, K.Yanagisawa, et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters 599

    • NAID

      110001216441

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakamoto, T., Lamb, D.Q., Kawai, N., Yoshida, A, et al.: "High Energy Transient Explorer 2 Observations of the Extremely Soft X-Ray Flash XRF 020903"The Astrophysical Journal. 602. 875 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sato, R., Kawai, N., Kataoka, J., Yanagisawa, K.et al.: "Earliest Detection of the Optical Afterglow of GRB 030329 and Its Variability"The Astrophysical Journal Letters. 599. L9 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ikagawa, J.Kataoka, Y.Yatsu, N.Kawai, et al.: "Performance of large-area avalanche photodiode for low-energy X-rays and γ-rays scintillation detection"Nuclear Instruments and Methods. A515. 671-679 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Shirasaki, Y., Kawai, N., Yoshida, A., et al.: "Design and Performance of the Wide-Field X-Ray Monitor on Board the High-Energy Transient Explorer 2"Publ.Astron.Soc.Japan. 410. 833 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Morii, M., Sato, R., Kataoka, J., Kawai, N.: "Chandra Observation of the Anomalous X-Ray Pulsar IE 1841-045"Publ.Astron.Soc.Japan. 55. L45 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Barraud, C., Olive, J.-F., Lestrade, J P., Atteia, J.-L., Kawai, N.et al.: "Spectral analysis of 35 GRBs/XRFs observed with HETE-2/FREGATE"Astronomy and Astrophysics. 400. 1021-1030 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Covino, S., Malesani, D., Ghisellini, G., Kawai N.et al.: "Polarization evolution of the GRB 020405 afterglow"Astronomy and Astrophysics. 400. L9-L12 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Zarikov, S.V., Shibanov, Y.A., Koptsevich, A.B., Kawai, N., et al.: "Subaru optical observations of the old pulsar PSR B0950+08"Astronomy and Astrophysics. 394. 633-639 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Covino, S., Lazzati, D., Malesani, D., Ghisellini, Kawai, N et al.: "Polarimetric observations of GRB 011211"Astronomy and Astrophysics. 392. 865-868 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Price, P.A., Kulkarni, S.R., Berger, E., Kawai, N.et al.: "GRB 010921 : Discovery of the First High Energy Transient Explorer Afterglow"The Astrophysical Journal. 571. L121-L125 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ricker, G., Hurley, K., Lamb, D., Woosley, S., Kawai, N., et al.: "GRB 010921 : Localization and Observations by High Energy Transient Explorer Satellite"The Astrophysical Journal. 571. L127-L130 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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