100TeV超領域ガンマ線天文学の開拓

• 研究課題/領域番号: 15H03655
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 大西 宗博 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (10260514)
• 研究協力者: 瀧田 正人 ; 佐古 崇志 ; 川田 和正
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円); 2017年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2016年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2015年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
• キーワード: 宇宙線 / ガンマ線天文学

研究成果の概要

中国チベット自治区の羊八井宇宙線観測所にある広視野宇宙線望遠鏡チベット空気シャワー観測装置と地下水チェレンコフ型ミューオン検出装置を連動し、100 TeV (10の14乗 電子ボルト) 超領域の宇宙ガンマ線を超低雑音で観測する研究である。
これらの装置を使って、世界で初めて100 TeVを超えるガンマ線が「かに星雲」から到来していることを有意に検出した。また、MGRO J1908+06 からの100 TeV超ガンマ線も有意に捉えた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、今まで誰も検出することができなかった100 TeV (10の14乗 電子ボルト) を超える最高エネルギーの宇宙ガンマ線を観測することに成功した。100 TeVを超える高いエネルギーのガンマ線を観測した本研究は、物理学的には未だ解明されていない宇宙線の起源と加速に重要な知見を与えるとともに、天文学的には新しいエネルギー領域のガンマ線天文学を切り開くものである。

研究成果

• [国際共同研究] 中国科学院高脳物理研究所/中国科学院国家天文台/西藏大学(中国)
• [国際共同研究] 中国科学院高能物理研究所/中国科学院国家天文台/西藏大学(中国)
• [国際共同研究] 中国科学院高能物理研究所/中国科学院国家天文台/西藏大学(中国)
• [雑誌論文] Evaluation of the Interplanetary Magnetic Field Strength Using the Cosmic-Ray Shadow of the Sun (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Amenomori et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 120 号: 3
  • DOI: 10.1103/physrevlett.120.031101
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Influence of Earth-directed Coronal Mass Ejections on the Sun’s Shadow Observed by the Tibet-III Air Shower Array (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Amenomori et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 860 号: 1 ページ: 13-13
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aac2e6
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Northern sky Galactic Cosmic Ray anisotropy between 10 and 1000 TeV with the Tibet Air Shower Array (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Amenomori, D. Chen, S. W. Cui, Danzengluobu, J. Huang, H. Y. Jia, K. Kawata, M. Ohnishi, T. K. Sako, M. Takita, X. Y. Zhang et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 836 号: 2 ページ: 153-153
  • DOI: 10.3847/1538-4357/836/2/153
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Search for Gamma Rays above 100 TeV from the Crab Nebula with the Tibet Air Shower Array and 100 m2 Muon Detector (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Amenomori, K. Kawata, et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 813 号: 2 ページ: 98-102
  • DOI: 10.1088/0004-637x/813/2/98
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 100 TeV Gamma-Ray Observation of the Crab Nebula with the Tibet Air Shower Array (2019)
  • 著者名/発表者名: K. Kawata
  • 学会等名: 36th International Cosmic Ray Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Observation of gamma-ray emission above 10 TeV from the super nova remnant G106.3+2.7 (2019)
  • 著者名/発表者名: T. K. Sako
  • 学会等名: 36th International Cosmic Ray Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Extended Gamma-Ray Emission beyond 10 TeV from Geminga with the Tibet AS+MD array (2019)
  • 著者名/発表者名: Y. Katayose
  • 学会等名: 36th International Cosmic Ray Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Search for pulsed gamma-ray emission in the 100 TeV region from several pulsars with the Tibet AS+ MD array (2019)
  • 著者名/発表者名: K. Hibino
  • 学会等名: 36th International Cosmic Ray Conference
  • 国際学会
• [学会発表] A northern sky survey for 100TeV gamma-ray sources using the Tibet air shower array and muon detector array (2019)
  • 著者名/発表者名: Xu Chen
  • 学会等名: 36th International Cosmic Ray Conference
  • 国際学会
• [学会発表] On the spectrum of gamma-rays ranging from 1 TeV to 200 TeV, emitted from the MGRO J1908+06 and observed by the Tibet air shower array and muon detector array (2019)
  • 著者名/発表者名: Ding Chen
  • 学会等名: 36th International Cosmic Ray Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Cosmic-ray Anisotropy Observed with the Tibet AS+MD Array (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Ohnishi
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society (AOGS) 16th Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] チベット空気シャワー観測装置による超高エネルギーガンマ線源の観測 (1) (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐古崇志
  • 学会等名: 日本物理学会 第74回年次大会
• [学会発表] チベット空気シャワー観測装置による超高エネルギーガンマ線源の観測 (2) (2019)
  • 著者名/発表者名: 川田和正
  • 学会等名: 日本物理学会 第74回年次大会
• [学会発表] チベット空気シャワー観測装置におけるガンマ線起源空気シャワーの再構成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 川田和正
  • 学会等名: 日本物理学会 2018年秋季大会
• [学会発表] Observation of high-energy cosmic rays with the Tibet air shower array (2018)
  • 著者名/発表者名: 瀧田正人
  • 学会等名: 日本物理学会 2018年秋季大会
  • 招待講演
• [学会発表] チベット空気シャワーアレイにおける100TeV領域ガンマ線のエネルギー決定方法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 川田和正
  • 学会等名: 日本物理学会 第72回年次大会 (2017年)
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] The Tibet AS+MD Project; status report 2017 (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Takita
  • 学会等名: 35th International Cosmic Ray Conference
  • 国際学会
• [学会発表] The ALPACA experiment (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi K. Sako
  • 学会等名: 7th Workshop on Air Shower Detection at High Altitude
  • 発表場所: Trino, Italy
  • 年月日: 2016-11-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ALPACA実験1: ALPACA実験計画概要 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大西宗博
  • 学会等名: 日本天文学会 2016年秋季年会
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] The ALPACA Project (2016)
  • 著者名/発表者名: Masato Takita
  • 学会等名: 19th International Symposium on Very High Energy Cosmic Ray Interactions
  • 発表場所: Moscow, Russia
  • 年月日: 2016-08-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The TIBET AS+MD Project; progress report 2015 (2015)
  • 著者名/発表者名: Masato Takita
  • 学会等名: 34th International Cosmic Ray Conference
  • 発表場所: The Hague, The Netherlands
  • 年月日: 2015-07-30
  • 国際学会
• [学会発表] Search for gamma rays above 100 TeV from the Crab Nebula using the Tibet air shower array and the 100 m2 muon detector (2015)
  • 著者名/発表者名: Takashi K. Sako
  • 学会等名: 34th International Cosmic Ray Conference
  • 発表場所: The Hague, The Netherlands
  • 年月日: 2015-07-30
  • 国際学会