CALETデータ解析システムのリアルタイム化によるトランジェント現象の観測

• 研究課題/領域番号: 17H02901
• 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: 早稲田大学
• 研究代表者: 浅岡 陽一 早稲田大学, 理工学術院総合研究所(理工学研究所), 主任研究員(研究院准教授) (40345054)
• 研究分担者: 片岡 龍峰 国立極地研究所, 研究教育系, 准教授 (90462671)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円); 2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2018年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円); 2017年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
• キーワード: 重力波 / マルチメッセンジャー / CALET / ガンマ線 / トランジェント / ガンマ線バースト / 太陽変調 / ガンマ線突発天体 / 宇宙天気 / 宇宙線電子 / フォーブッシュ減少 / 宇宙線 / 宇宙物理 / 国際宇宙ステーション(ISS) / 重力波対応天体

研究成果の概要

急速に発展する重力波天文学において，X・ガンマ線等の電磁波と重力波との同時観測は重要な研究対象となる．その威力は中性子星連星の合体イベントGW170817における短時間ガンマ線バースト(sGRB)との同時観測にて実証されている．

本研究では，国際宇宙ステーション搭載・宇宙線電子望遠鏡CALETの地上システムに，リアルタイムデータ解析による突発現象探索システムを新たに構築した．これにより，GeVの高エネルギー成分まで含めたsGRBのガンマ線即時放射と重力波の同時検出を目指した観測を継続的に実施した．さらにそのシステムを応用し，低エネルギー宇宙線電子スペクトルの変動観測と宇宙天気の監視を行った．

研究成果の学術的意義や社会的意義

国際宇宙ステーションに搭載された宇宙線観測装置であるCALETの主目的は，電子をはじめとする高エネルギー宇宙線のスペクトル観測です．それに対して，本研究ではCALETの地上システムに64コアのサーバーを2台導入しデータ解析を高速化することで，重力波などの突発天体に対応するガンマ線探索を準リアルタイムで行えるようにしました．これにより多数観測された重力波イベントに対してタイムリーにCALETによるガンマ線探索結果を報告することができました．宇宙空間に検出器を持つという貴重な機会を最大限活用するため，今後も継続的にガンマ線探索や宇宙天気の監視を実施します．

研究成果

• [国際共同研究] NASA Goddard Space Flight Center/Louisiana State University/Washington University St. Louis(米国)
• [国際共同研究] Pisa University & INFN/Florence University & INFN/IFAC-CNR(イタリア)
• [国際共同研究] Louisiana State University/NASA/GSFC/Washington University(米国)
• [国際共同研究] University of Siena/University of Florence/University of Rome ``Tor Vergata''(イタリア)
• [雑誌論文] Direct Measurement of the Cosmic-Ray Proton Spectrum from 50 GeV to 10 TeV with the Calorimetric Electron Telescope on the International Space Station (2019)
  • 著者名/発表者名: O,Adriani, Y.Asaoka, M.Mori, S.Torii et al. (CALET Collaboration)
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 122 号: 18 ページ: 181102-181102
  • DOI: 10.1103/physrevlett.122.181102
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Measurements of Heavy Cosmic-Ray Nuclei Spectra with CALET on the ISS (2019)
  • 著者名/発表者名: Y.Akaike et al. (CALET Collaboration)
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conf. Series (26th Extended European Cosmic Ray Symposium) 巻: 1181 ページ: 012042-012042
  • DOI: 10.1088/1742-6596/1181/1/012042
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The CALorimetric Electron Telescope (CALET) on the International Space Station: Results from the First Two Years (2019)
  • 著者名/発表者名: Y Asaoka et al. (CALET Collaboration)
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conf. Series (26th Extended European Cosmic Ray Symposium) 巻: 1181 ページ: 012003-012003
  • DOI: 10.1088/1742-6596/1181/1/012003
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The CALorimetric Electron Telescope (CALET) on the International Space Station (2019)
  • 著者名/発表者名: Shoji Torii and Pier Simone Marrocchesi for the CALET collaboration
  • 雑誌名: Advances in Space Research 巻: 64 号: 12 ページ: 2531-2537
  • DOI: 10.1016/j.asr.2019.04.013
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Measurement of cosmic-ray carbon and oxygen energy spectra with CALET (2019)
  • 著者名/発表者名: Paolo Maestro for the CALET collaboration
  • 雑誌名: Advances in Space Research 巻: 64 号: 12 ページ: 2538-2545
  • DOI: 10.1016/j.asr.2019.04.015
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The CALorimetric Electron Telescope (CALET) on the International Space Station: Results from the First Two Years of Operation (2019)
  • 著者名/発表者名: Asaoka Y、et al
  • 雑誌名: EPJ Web of Conferences 巻: 208 ページ: 13001-13001
  • DOI: 10.1051/epjconf/201920813001
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Radiation dose during relativistic electron precipitation events at the International Space Station (2019)
  • 著者名/発表者名: Ueno H., Nakahira S., Kataoka R., Asaoka Y., Torii S., Ozawa S., Matsumoto H., Bruno A., Nolfo G.A., Collazuol G., Ricciarini S.B.
  • 雑誌名: Space Weather 巻: - 号: 7 ページ: 209431-7
  • DOI: 10.1029/2019sw002280
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] An Interpretation of the Cosmic Ray Electron + Positron Spectrum from 10 GeV to 3 TeV Measured by CALET on the ISS (2019)
  • 著者名/発表者名: Saptashwa Bhattacharyya, Holger Motz, Yoichi Asaoka, Shoji Torii
  • 雑誌名: International Journal of Modern Physics D 巻: 28 号: 02 ページ: 1950035-1950035
  • DOI: 10.1142/s0218271819500354
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The CALorimetric Electron Telescope (CALET) on the International Space Station (2019)
  • 著者名/発表者名: Y. Asaoka et al. (CALET Collaboration)
  • 雑誌名: Proceedings of Science (ICRC2019) 巻: 358 ページ: 0011-16
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] CALET Upper Limits on GeV-energy Gamma-Ray Burst Emission (2019)
  • 著者名/発表者名: N. W. Cannady et al. (CALET Collaboration)
  • 雑誌名: Proceedings of Science (ICRC2019) 巻: 358 ページ: 5571-8
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Gamma-ray burst observations with the CALET Gamma-ray Burst Monitor (2019)
  • 著者名/発表者名: Y. Kawakubo et al. (CALET Collaboration)
  • 雑誌名: Proceedings of Science (ICRC2019) 巻: 358 ページ: 5711-8
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Space Weather Observations during September 2017 with CALET on the International Space Station (2019)
  • 著者名/発表者名: A. Bruno et al. (CALET Collaboration)
  • 雑誌名: Proceedings of Science (ICRC2019) 巻: 358 ページ: 10631-8
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Solar Modulation of Galactic Cosmic-Ray Electrons Measured with CALET (2019)
  • 著者名/発表者名: S. Miyake, Y. Migita, Y. Asaoka, Y. Akaike, S. Torii, T. Terasawa, R. Kataoka, K. Sakai et al. (CALET Collaboration)
  • 雑誌名: Proceedings of Science (ICRC2019) 巻: 358 ページ: 11261-8
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] High-Energy Gamma-ray Observations Using the CALorimetric Electron Telescope (CALET) on the ISS (2019)
  • 著者名/発表者名: Masaki Mori and Yoichi Asaoka for the CALET Collaboration
  • 雑誌名: Proceedings of Science (ICRC2019) 巻: 358 ページ: 5861-8
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Characteristics and Performance of the CALorimetric Electron Telescope (CALET) Calorimeter for Gamma-Ray Observations (2018)
  • 著者名/発表者名: Cannady N.、Mori M.、他91名（CALET collaboration）
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Supplement Series 巻: 238 号: 1 ページ: 5-5
  • DOI: 10.3847/1538-4365/aad6a3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Search for GeV Gamma-Ray Counterparts of Gravitational Wave Events by CALET (2018)
  • 著者名/発表者名: Adriani O.、Mori M.、他89名（CALET collaboration）
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 863 号: 2 ページ: 160-160
  • DOI: 10.3847/1538-4357/aad18f
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] カロリメータ型宇宙線電子望遠鏡CALETの初期観測成果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鳥居祥二, 浅岡陽一, 森正樹, 吉田篤正
  • 雑誌名: 日本物理学会誌 巻: 73 ページ: 388-392
• [雑誌論文] On-orbit Operations and Offline Data Processing of CALET onboard the ISS (2018)
  • 著者名/発表者名: Y. Asaoka, M. Mori et al.
  • 雑誌名: Astroparticle Physics 巻: 100 ページ: 29-37
  • DOI: 10.1016/j.astropartphys.2018.02.010
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Multi-messenger Observations of a Binary Neutron Star Merger (2017)
  • 著者名/発表者名: Abbott B. P., Abbott, R., Abbott, T. D., Acernese, F., Ackley, K., Adams, C., Adams, T., Addesso, P., Adhikari, R. X., Adya, V. B., Affeldt, C., Afrough, M., Agarwal, B., Agathos, M., Agatsuma, K., Aggarwal, N., Aguiar, O. D., Aiello, L., Ain, A., Ajith, P. 他 Negoro, H. 含む 3656 名
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal Letters 巻: 848 号: 2 ページ: 1-59
  • DOI: 10.3847/2041-8213/aa91c9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] CALETによる4.5年間の軌道上観測の最新成果 (2020)
  • 著者名/発表者名: 鳥居祥二
  • 学会等名: 日本物理学会第７５回年次大会（2020) オンライン
• [学会発表] CALET：4年半にわたる軌道上運用のまとめ (2020)
  • 著者名/発表者名: 浅岡陽一
  • 学会等名: 日本物理学会第７５回年次大会（2020) オンライン
• [学会発表] CALET：ガンマ線バーストの観測と重力波電磁波対応天体の探査 (2020)
  • 著者名/発表者名: 川久保雄太
  • 学会等名: 日本物理学会第７５回年次大会（2020) オンライン
• [学会発表] CALETによる太陽活動極小期の1-10GeV全電子観測 (2020)
  • 著者名/発表者名: 三宅晶子
  • 学会等名: 日本物理学会第７５回年次大会（2020) オンライン
• [学会発表] CALETによる低エネルギー陽子・電子計数率の長期時間変化の同時観測 (2020)
  • 著者名/発表者名: 高柚季乃
  • 学会等名: 日本物理学会第７５回年次大会（2020) オンライン
• [学会発表] 国際宇宙ステーション搭載CALETの最新成果 (2020)
  • 著者名/発表者名: 鳥居祥二
  • 学会等名: 第２０回宇宙科学シンポジウム、宇宙科学研究所、相模原
• [学会発表] CALETの運用状況と電子、陽子・原子核スペクトル (2020)
  • 著者名/発表者名: 浅岡陽一
  • 学会等名: 第２０回宇宙科学シンポジウム、宇宙科学研究所、相模原
• [学会発表] High Energy Gamma-rays and Gamma-ray Bursts Observations by CALET (2020)
  • 著者名/発表者名: T. Sakamoto
  • 学会等名: 第２０回宇宙科学シンポジウム、宇宙科学研究所、相模原
• [学会発表] Recent Results and Dark Matter Search with CALET on the ISS (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Asaoka
  • 学会等名: Dark Matter searches in the 2020s - At the crossroads of the WIMP, ICRR, University of Tokyo, Kashiwa, Japan
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] CALET Results after Three Years on the International Space Station (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Asaoka
  • 学会等名: 16th International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics, Toyama, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] The CALorimetric Electron Telescope (CALET) on the International Space Station (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Asaoka
  • 学会等名: ICRC2019: 36th International Cosmic Ray Conference (Highlight Talk), Madison, WI, USA
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] CALET Upper Limits on GeV-energy Gamma-Ray Burst Emission (2019)
  • 著者名/発表者名: N. W. Cannady
  • 学会等名: ICRC2019: 36th International Cosmic Ray Conference, Madison, WI, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Gamma-ray burst observations with the CALET Gamma-ray Burst Monitor (2019)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawakubo
  • 学会等名: ICRC2019: 36th International Cosmic Ray Conference, Madison, WI, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Space Weather Observations during September 2017 with CALET on the International Space Station (2019)
  • 著者名/発表者名: A.Bruno
  • 学会等名: ICRC2019: 36th International Cosmic Ray Conference, Madison, WI, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Solar Modulation of Galactic Cosmic-Ray Electrons Measured with CALET (2019)
  • 著者名/発表者名: S. Miyake
  • 学会等名: ICRC2019: 36th International Cosmic Ray Conference, Madison, WI, USA
  • 国際学会
• [学会発表] High-Energy Gamma-ray Observations Using the CALorimetric Electron Telescope (CALET) on the ISS (2019)
  • 著者名/発表者名: Masaki Mori
  • 学会等名: ICRC2019: 36th International Cosmic Ray Conference, Madison, WI, USA
  • 国際学会
• [学会発表] 宇宙線直接観測と暗黒物質の間接探索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 浅岡陽一
  • 学会等名: ダークマターの懇談会、早稲田大学
  • 招待講演
• [学会発表] CALETによる軌道上観測の最新成果 (2019)
  • 著者名/発表者名: 鳥居祥二
  • 学会等名: 日本物理学会２０１９年秋季大会、山形大学
• [学会発表] CALETにおける高エネルギーガンマ線の観測と解析II (2019)
  • 著者名/発表者名: 森正樹
  • 学会等名: 日本物理学会２０１９年秋季大会、山形大学
• [学会発表] CALETによる第24太陽活動周期の1-10GeV全電子観測 (2019)
  • 著者名/発表者名: 三宅晶子
  • 学会等名: 日本物理学会２０１９年秋季大会、山形大学
• [学会発表] Recent Results from the CALorimetric Electron Telescope (CALET) on the International Space Station (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Asaoka for the CALET collaboration
  • 学会等名: The 10th International Workshop on Very High Energy Particle Astronomy (VHEPA2019)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Latest Results from the CALorimetric Electron Telescope (CALET) on the International Space Station (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Asaoka for the CALET collaboration
  • 学会等名: International symposium ``Recent progress in heliospheric physics by direct measurements of unexplored space plasmas''
  • 国際学会
• [学会発表] CALETによる高エネルギーガンマ線の観測と解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 森正樹，浅岡陽一，鳥居祥二，小澤俊介，藤田崚，吉川康太，N. Cannady，M. Cherry，他CALETチーム
  • 学会等名: 日本物理学会 第74回年次大会
• [学会発表] CALETによる1-10GeV全電子の太陽変調観測 (2019)
  • 著者名/発表者名: 三宅晶子, 右田陽太郎, 鳥居祥二, 浅岡陽一, 寺澤敏夫, 小澤俊介, 片岡龍峰, 宗像一起, 他CALETチーム
  • 学会等名: 日本物理学会 第74回年次大会
• [学会発表] Cosmic-ray Electron and Positron Spectrum from CALET Observations on ISS (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Asaoka for the CALET collaboration
  • 学会等名: Searching for the Sources of Galactic Cosmic Rays
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The CALorimetric Electron Telescope (CALET) on the International Space Station -- Results from the First Two Years of Operation -- (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Asaoka for the CALET collaboration
  • 学会等名: 26th Extended European Cosmic Ray Symposium and 35th Russian Cosmic Ray Conference (26th E+CRS / 35th RCRC)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] he CALorimetric Electron Telescope (CALET) on the International Space Station: Results from the First Two Years of Operation (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Asaoka for the CALET collaboration
  • 学会等名: 20th International Symposium on Very High Energy Cosmic Ray Interactions (20th ISVHECRI)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The Calorimetric Electron Telescope (CALET) on the International Space Station: Latest results from the first three-years on orbit (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Asaoka for the CALET collaboration
  • 学会等名: TeV Particle Astrophysics 2018 (TeVPA 2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Measurement of Cosmic-Ray Electron and Positron Spectrum from CALET on the ISS (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Asaoka for the CALET collaboration
  • 学会等名: 42nd COSPAR Assembly
  • 国際学会
• [学会発表] Search for gamma-ray counterparts of gravitational wave events by CALET (2018)
  • 著者名/発表者名: Masaki Mori, Yoichi Asaoka for the CALET collaboration
  • 学会等名: 42nd COSPAR Assembly
  • 国際学会
• [学会発表] 宇宙線電子望遠鏡 CALET：3年間の軌道上観測による最新の成果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 浅岡陽一, CALET共同研究者
  • 学会等名: 高エネルギー宇宙物理学研究会2018
• [学会発表] CALETにおけるトランジェントガンマ線観測システムの開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉川康太, 浅岡陽一, 鳥居祥二, 森正樹, 小澤俊介, 藤田崚, 他CALETチーム
  • 学会等名: 日本物理学会 2018年秋季大会
• [学会発表] CALETで観測する低エネルギー電子による太陽変調の研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 右田陽太郎, 鳥居祥二, 浅岡陽一, 寺沢敏夫, 小澤俊介, 三宅晶子, 片岡龍峰, 宗像一起, 他CALETチーム
  • 学会等名: 日本物理学会 2018年秋季大会
• [学会発表] Search for GeV Gamma-Ray Counterparts of Gravitational Wave Events with CALET (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Asaoka for the CALET collaboration
  • 学会等名: Gravitational wave physics and astronomy: Genesis
  • 国際学会
• [学会発表] CALETによるトランジェントガンマ線源の観測 (2018)
  • 著者名/発表者名: 森正樹, 浅岡陽一, 鳥居祥二, 佐藤郁也, 田中瑞樹, N. Cannady, M.L. Cherry, 他CALETチーム
  • 学会等名: 日本物理学会
• [学会発表] CALETによる2年間の宇宙線観測成果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 浅岡陽一他，CALET共同研究者
  • 学会等名: 平成29年度ISEE研究集会 － 太陽圏宇宙線シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] CALETにおけるガンマ線解析手法の改良 (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤田崚, 鳥居祥二, 浅岡陽一, 森正樹, 小澤俊介, 吉川康太, 田中瑞樹, 佐藤郁也, 他CALETチーム
  • 学会等名: 日本物理学会
• [学会発表] CALET preliminary results on the cosmic ray observations for the first two-years on the ISS (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoichi Asaoka for the CALET collaboration
  • 学会等名: The 2017 Cosmic Ray Anisotropy Workshop (CRA 2017)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] CALET : Summary of the First Two-Years on Orbit (2017)
  • 著者名/発表者名: Shoji Torii, Yoichi Asaoka (presenter) for the CALET collaboration
  • 学会等名: TeV Particle Astrophysics 2017 (TeVPA 2017)
  • 国際学会
• [学会発表] CALETにおけるトランジェントガンマ線観測システム (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉川康太，佐藤郁也，田中瑞樹， 藤田崚，浅岡陽一，鳥居祥二，小澤俊介，森正樹，他CALETチーム
  • 学会等名: 宇宙科学シンポジウム
• [学会発表] CALETによるガンマ線トランジェント現象の自動検出方法の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中瑞樹, 浅岡陽一, 鳥居祥二, 小澤俊介, 佐藤郁也, 吉川康太, 藤田崚, 他CALETチーム
  • 学会等名: 日本物理学会
• [学会発表] CALETにおける低エネルギー電子観測による太陽変調の初期解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 安藤祐貴, 鳥居祥二, 浅岡陽一,小澤俊介,三宅晶子, 他CALETチーム
  • 学会等名: 日本物理学会
• [備考] CALET-カロリメータ型宇宙電子線望遠鏡
  • URL: https://calet.jp
• [備考] DARTS/CALET at ISAS/JAXA
  • URL: http://darts.jaxa.jp/astro/calet
• [備考] 高エネルギー電子・ガンマ線観測装置（CALET)
  • URL: https://iss.jaxa.jp/kiboexp/equipment/ef/calet