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日本・ハンガリー・チェコ共同によるガンマ線バースト観測超小型衛星団の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21KK0051
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
研究機関広島大学

研究代表者

深沢 泰司  広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 教授 (60272457)

研究分担者 水野 恒史  広島大学, 宇宙科学センター, 准教授 (20403579)
須田 祐介  広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 助教 (70910321)
研究期間 (年度) 2021-10-07 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2026年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2025年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2024年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードガンマ線観測 / ガンマ線バースト / 超小型衛星 / シンチレーター / SiPM / 宇宙ガンマ線
研究開始時の研究の概要

本研究は、ハンガリー・チェコとの国際共同研究により、宇宙の最大爆発現象であるガンマ線バーストを観測する超小型衛星団計画Camelotを推進することにより、9機以上の衛星での検出時間差から明るいガンマ線バーストを全天くまなく0.5度以下の精度で発生位置を決定するというユニークな方法により、可視光偏光やTeVガンマ線などの観測装置へ情報を伝えてGRB発生後数分以内に観測をトリガーし、ガンマ線バーストの発生機構に迫る。本計画は、ハンガリー・チェコの研究者とともに、本研究期間内に5機以上のガンマ線バースト観測超小型衛星を打ち上げる計画を国際共同で進める。

研究実績の概要

本年度は、これまでの共同研究で準備して打ち上げたガンマ線バースト観測超小型衛星2機について観測を続けた。また、2022年10月に起きた史上最も明るいガンマ線バーストを1機が検出した件について、学術論文として発表した。他の観測衛星では明るすぎて回路が飽和し最大fluxをきちんと測定できないことがあったが、この衛星装置は小さいので、回路があまり飽和せずに測定することができた意義があるため、数件の論文から引用された。また、今後の搭載機器改良に向けて、プラスチックシンチレーターとSiPMを用いて、軌道上放射化によるノイズの影響の低減化を図る基礎実験で、電流読み出しや、1つのシンチレータ一で複数のSiPMをつけることにより、ノイズの寄与を減らし、thresholdが下がることを学術論文として発表した。観測性能の向上を目指して、小型シンチレータLMPPCを並べて1つのASICで読み出す実験を開始し、実際に2チャンネル同時読み出しに成功した。これらについて、2924年3月にチェコからNorbert Werner氏が来日して、より具体的な研究事項を検討した。これらの活動について、2023年9月には日本天文学会で、2023年7月には国際会議で発表した、2024年2月に超小型衛星シンポジウムで我々の計画について発表した。さらに、2024年内に打ち上げに向けて3機目の準備を進めた。また、これまでの観測データから得られた軌道上でのMPPCの劣化に関する論文の準備を始めた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

新型コロナの影響で次の衛星の打ち上げが遅れており、現在は2024年を予定している。検出器の改良計画も遅れていたが、3月のWerner氏来日に合わせてキックオフができたので、今後進めていく予定である。

今後の研究の推進方策

2機の衛星によるガンマ線バーストの観測を推進する。また、3機目の衛星の観測を開始する。衛星GPSの同期システムの開発を進め、同時に検出したガンマ線バーストの方向の決定を試みる。シンチレータとSiPMの検出器の改良実験を進める。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Konkoly Observatory/Eotvos University(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Masaryk University(チェコ)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Konkoly Observatory/Eotvos University(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Masaryk University(チェコ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Konkoly Observatory/Eotvos University(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Lowering the energy threshold using a plastic scintillator and radiation-damaged SiPMs2024

    • 著者名/発表者名
      Morishita Teruaki、Fukazawa Yasushi、Takahashi Hiromitsu、Kayanoki Taishu、Niwa Ryota、Hashizume Masaki
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 1061 ページ: 169097-169097

    • DOI

      10.1016/j.nima.2024.169097

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GRBAlpha: The smallest astrophysical space observatory2023

    • 著者名/発表者名
      Pal, Ichinohe, Odaka, et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 677 ページ: A40-A40

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202346182

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The peak flux of GRB 221009A measured with GRBAlpha2023

    • 著者名/発表者名
      Ripa J.、Takahashi H.、Fukazawa Y.、Werner N.、Munz F.、Pal A.、et al.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: - ページ: L2-L2

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202346128

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Simulations of expected signal and background of gamma-ray sources by large field-of-view detectors aboard CubeSats2021

    • 著者名/発表者名
      G. Galgoczi, Y. Fukazawa (12th), et al.
    • 雑誌名

      Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems

      巻: 7 号: 02 ページ: 028004-028004

    • DOI

      10.1117/1.jatis.7.2.028004

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] CAMELOT - a constellation of nanosattelites for monitoring and localizing high-energy transients2023

    • 著者名/発表者名
      Yasushi Fukazawa
    • 学会等名
      ICRC2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ガンマ線バースト観測超小型衛星群CAMELOTの現状2023

    • 著者名/発表者名
      深沢泰司
    • 学会等名
      日本天文学会2023年度秋季年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 超小型衛星群CAMELOT計画によるガンマ線バースト位置決定2023

    • 著者名/発表者名
      深沢泰司
    • 学会等名
      超小型衛星利用シンポジウム2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Reduction of noise for Plastic scintilaltors redaout with MPPC2022

    • 著者名/発表者名
      森下皓暁、深沢泰司
    • 学会等名
      Monitoring the high-energy sky with small satellites
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MPPCを用いたプラスチックシンチレータのアクティブシールドとしての性能評価2022

    • 著者名/発表者名
      森下皓暁、深沢泰司
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] GRBAlpha and VZLUSAT-22022

    • 著者名/発表者名
      Jaku Ripa, 深沢泰司、他
    • 学会等名
      Monitoring the high-energy sky with small satellites
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] GRB observations by Cubesat GRBAlpha~VZLUSAT-2~beyond2022

    • 著者名/発表者名
      大野雅功、深沢泰司、and CAMELOT team
    • 学会等名
      Fermi-LAT Collaboration meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超小型衛星群による重力波対応天体探査計画CAMELOT2022

    • 著者名/発表者名
      大野雅功、深沢泰司、and CAMELOT team
    • 学会等名
      超小型衛星利用シンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] GRBAlpha: technology fleet nanosatellite CAMELOT monitoring gamma-ray sky2021

    • 著者名/発表者名
      J. Ripa, Y, Fukazawa, and CAMELOT team
    • 学会等名
      Variable stars conference in Pragu
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-10-22   更新日: 2024-12-25  

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