系外拡散ガンマ線の起源特定の為の広視野・低雑音MeVガンマ線望遠鏡の開発

• 研究課題/領域番号: 15K17608
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 高田 淳史 京都大学, 理学研究科, 助教 (90531468)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: MeVガンマ線天文学 / コンプトン望遠鏡 / 系外拡散ガンマ線 / 放射線検出器 / ガス検出器 / GAGGシンチレーター / MPPC / Al-26

研究成果の概要

銀河系外から一様に到来する系外拡散ガンマ線の由来は、遠方のIa型超新星爆発や活動銀河核などが挙げられているが、過去の観測による測定点は誤差も大きく特定には至っていない。系外拡散ガンマ線の詳細なスペクトルを得るべく、コンプトン散乱を利用し、コンプトン反跳電子の飛跡を取得してガンマ線の入射方向を一意に決定できる新しい望遠鏡である電子飛跡検出型コンプトンカメラをシミュレーションを用いて設計し開発した。開発した望遠鏡は気球に搭載し、2018年4月にオーストラリアから放球された。気球は26時間に渡って高度40km付近を飛翔し続け、安定に観測することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Establishment of Imaging Spectroscopy of Nuclear Gamma-Rays based on Geometrical Optics (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Tanimori, Y. Mizumura, A. Takada, S. Miyamoto, T. Takemura, T. Kishimoto, S. Komura, H. Kubo, S. Kurosawa, Y. Matsuoka, K. Miuchi, T. Mizumoto, Y. Nakamasu, K. Nakamura, J. D. Parker, T. Sawano, S. Sonoda, D. Tomono, K. Yoshikawa
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 41511-41511
  • DOI: 10.1038/srep41511
  • NAID: 120006360177
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Establishment of Imaging Spectroscopy of Nuclear Gamma-Rays based on Geometrical Optics (2017)
  • 著者名/発表者名: T.Tanimoti et al.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 41511-41511
  • DOI: 10.1038/srep41972
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Possibility of Systematic Study of Supernova Explosions by Nuclear Imaging Spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Mizumura, T. Tanimori, A. Takada
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 巻: 14 ページ: 020607-020607
  • DOI: 10.7566/jpscp.14.020607
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 電子飛跡検出型コンプトン望遠鏡によるMeVガンマ線天文学の革新 (2017)
  • 著者名/発表者名: 髙田淳史, 谷森達, 窪秀利, 水本哲矢, 水村好貴, 古村翔太郎, 岸本哲朗, 竹村泰斗, 吉川慶, 中増勇真, 中村優太, 谷口幹幸, 松岡佳大, 小田真, 宮本奨平, 園田真也, 友野大, 身内賢太朗, 黒澤俊介, 澤野達哉
  • 雑誌名: 大気球研究報告 巻: JAXA-RR-16-008 ページ: 49-67
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] MeV gamma-ray observation with a well-defined point spread function based on electron tracking (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Takada, T. Tanimori, H. Kubo, T. Mizumoto, Y. Mizumura, S. Komura, T. Kishimoto, T. Takemura, K. Yoshikawa, Y. Nakamasu, Y. Matsuoka, M. Oda, S. Miyamoto, S. Sonoda, D. Tomono, K. Miuchi, S. Kurosawa, T. Sawano
  • 雑誌名: Proc. SPIE 9905, Space Telescopes and Instrumentation 2016 巻: 9905 ページ: 99052M-99052M
  • DOI: 10.1117/12.2232171
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] An Electron-Tracking Compton Telescope for a Survey of the Deep Universe by MeV gamma-rays (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Tanimori, H. Kubo, A. Takada, S. Iwaki, S. Komura, S. Kurosawa, Y. Matsuoka, K. Miuchi, S. Miyamoto, T. Mizumoto, Y. Mizumura, K. Nakamura, S. Nakamura, M. Oda, J. D. Parker, T. Sawano, S. Sonoda, T. Takemura, D. Tomono, K. Ueno
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 810 号: 1 ページ: 28-28
  • DOI: 10.1088/0004-637x/810/1/28
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] New readout and data-acquisition system in an electron-tracking Compton camera for MeV gamma-ray astronomy (SMILE-II) (2015)
  • 著者名/発表者名: T.Mizumoto, Y.Matsuoka , Y.Mizumura, T.Tanimori, H.Kubo, A.Takada, S.Iwaki, T.Sawano, K.Nakamura, S.Komura, S. Nakamura, T.Kishimoto, M.Oda, S.Miyamoto, T.Takemura, J.D.Parker, D.Tomono, S.Sonoda, K.Miuchi, S.Kurosawa
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 巻: 800 ページ: 40-50
  • DOI: 10.1016/j.nima.2015.08.004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 長時間気球によるMeVガンマ線天文学の開拓 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高田 淳史, 谷森 達, 窪 秀利, 水本 哲矢, 水村 好貴, 古村 翔太郎, 岸本 哲朗, 竹村 泰斗, 宮本 奨平, 中増 勇真, 吉川 慶, 黒澤 俊介, 澤野 達哉
  • 雑誌名: 大気球シンポジウム: 平成27年度 巻: isas15-sbs
  • NAID: 120006831979
  • オープンアクセス
• [学会発表] SMILE36: MeVガンマ線望遠鏡ETCCにおける新トリガー方式での高係数率試験 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高田 淳史
  • 学会等名: 日本物理学会 第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2017-03-17
• [学会発表] イメージング分光によるMeVガンマ線天文学の展望 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高田 淳史
  • 学会等名: 高エネルギー宇宙物理連絡会研究会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2017-03-09
• [学会発表] SMILE実験 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高田 淳史
  • 学会等名: 第1回MeVガンマ線天文学研究会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2017-02-27
• [学会発表] 電子飛跡検出型コンプトン望遠鏡によるMeVガンマ線観測気球実験 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高田 淳史
  • 学会等名: 第17回宇宙科学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所
  • 年月日: 2017-01-05
• [学会発表] 電子飛跡検出型コンプトン望遠鏡による気球実験計画SMILE-2+ (2017)
  • 著者名/発表者名: 高田淳史
  • 学会等名: 第14回MPGD研究会
• [学会発表] SMILE: 究極感度 核ガンマ線全天探査計画 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高田淳史
  • 学会等名: 2017年度第2回CRC将来計画タウンミーティング
• [学会発表] SMILE-II+実験概要 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高田淳史
  • 学会等名: 大気球シンポジウム
• [学会発表] MeV Gamma-Ray Observation Based on the Ray-Tracing Cameras Loaded on Balloons (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Takada
  • 学会等名: The 31st International Symposium on Space Technology and Science
  • 国際学会
• [学会発表] SMILE: 次世代型広視野MeVガンマ線望遠鏡を用いた天体観測気球実験計画 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高田 淳史
  • 学会等名: 大気球シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所
  • 年月日: 2016-11-01
• [学会発表] SMILE31: 次世代型MeVガンマ線望遠鏡による天体観測気球実験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高田 淳史
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年秋季大会
  • 発表場所: 宮崎大学
  • 年月日: 2016-09-21
• [学会発表] MeV gamma-ray observation with a well-defined point spread function based on electron tracking (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Takada
  • 学会等名: SPIE astronomical telescopes + instrumentation
  • 発表場所: Edinburgh, UK
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会
• [学会発表] Proposal of balloon and satellite observations of MeV gamma-ray using ETCC for reaching a high sensitivity of 1 mCrab (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Takada
  • 学会等名: HEAD 15th Divisional Meeting
  • 発表場所: Naples, US
  • 年月日: 2016-04-03
  • 国際学会
• [学会発表] MeVガンマ線全天観測で拓く宇宙核物理 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高田淳史
  • 学会等名: 高宇連 第15回研究会
  • 発表場所: 東京理科大学 (東京)
  • 年月日: 2016-03-23
• [学会発表] SMILE28：電子飛跡検出型コンプトンカメラにおけるデッドタイム削減ための新トリガー開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉川慶, 高田淳史, 水本哲矢, 岸本哲朗, 古村翔太郎, 窪秀利, 松岡佳大, 宮本奨平, 水村好貴, 中増勇真, 中村輝石, Parker Joseph, 園田真也, 竹村泰斗, 谷森達, 友野大, 黒澤俊介, 身内賢太朗, 澤野達哉
  • 学会等名: 日本物理学会 第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学 (仙台)
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] SMILE29：電子飛跡検出型コンプトンカメラの角度分解能向上に向けたシンチレーションカメラの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中増勇真, 高田淳史, 岸本哲朗, 古村翔太郎, 窪秀利, 松岡佳大, 宮本奨平, 水本哲矢, 水村好貴, 中村輝石, Parker Joseph, 園田真也, 竹村泰斗, 谷森達, 友野大, 吉川慶, 黒澤俊介, 身内賢太朗, 澤野達哉, 鎌田圭, 庄子育宏, 吉川彰
  • 学会等名: 日本物理学会 第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学 (仙台)
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] ETCCによる高感度銀河面核ガンマ線観測気球実験計画 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高田淳史, 谷森達, 窪秀利, 水村好貴, 水本哲矢, 古村翔太郎, 岸本哲朗, 竹村泰斗, 宮本奨平, 中増勇真, 吉川慶, J. D. Parker, 澤野達哉, 中村輝石, 松岡佳大, 小田真, 身内賢太朗, 黒澤俊介
  • 学会等名: 宇核連研究会
  • 発表場所: 国立天文台 (三鷹)
  • 年月日: 2016-02-22
• [学会発表] u-PIC and its applications (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Takada
  • 学会等名: AFAD2016
  • 発表場所: Kyoto University (Kyoto)
  • 年月日: 2016-02-01
  • 国際学会
• [学会発表] 長時間気球によるMeVガンマ線天文学の開拓 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高田淳史, 谷森達, 窪秀利, 水本哲矢, 水村好貴, J. D. Parker, 澤野達哉, 中村輝石, 松岡佳大, 古村翔太郎, 岸本哲朗, 小田真, 竹村泰斗, 宮本奨平, 中増勇真, 吉川慶, 身内賢太朗, 黒澤俊介
  • 学会等名: 第16回宇宙科学シンポジウム
  • 発表場所: ISAS/JAXA (相模原)
  • 年月日: 2016-01-06
• [学会発表] ガンマ線イメージングと応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高田淳史
  • 学会等名: 第12回MPGD研究会
  • 発表場所: 広島大学 (東広島)
  • 年月日: 2015-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] 長時間気球によるMeVガンマ線天文学の開拓 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高田淳史, 谷森達, 窪秀利, J. D. Parker, 水本哲矢, 水村好貴, 古村翔太郎, 岸本哲朗, 竹村泰斗, 宮本奨平, 中増勇真, 吉川慶, 黒澤俊介, 澤野達哉
  • 学会等名: 大気球シンポジウム
  • 発表場所: ISAS/JAXA (相模原)
  • 年月日: 2015-11-05
• [学会発表] SMILE26: ETCCの散乱平面決定精度の効果と到達予想感度 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高田淳史, 谷森達, 窪秀利, Parker Joseph, 水村好貴, 水本哲矢, 園田真也, 友野大, 岩城智, 澤野達哉, 中村輝石, 松岡佳大, 古村翔太郎, 中村祥吾, 小田真, 竹村泰斗, 宮本奨平, 中増勇真, 吉川慶, 身内賢太朗, 黒澤俊介
  • 学会等名: 日本物理学会 2015年秋季大会
  • 発表場所: 大阪市立大学 (大阪)
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] SMILE: Sub-MeV/MeV gamma-ray survey using electron-tracking Compton camera loaded on balloon (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Takada
  • 学会等名: High-Energy Large- and Medium-class Space Missions in the 2020s
  • 発表場所: Chicago (US)
  • 年月日: 2015-06-29
  • 国際学会