ガンマ線による天体の高エネルギー現象の研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08044057
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 木舟 正 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (40011621)
• 研究分担者: 西島 恭司 東海大, 理学部, 助教授 (40202238) ; 森 正樹 宮城教大, 教育学部, 助教授 (80210136) ; 松原 豊 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教授 (80202323) ; 村木 綏 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 教授 (70013430) ; 水本 好彦 国立天文台, 大型光学赤外線望遠鏡計画推進部, 助教授 (20219653) ; 田村 忠久 神奈川大学, 工学部, 助手 (90271361) ; 荻尾 彰一 東京工業大学, 理学部, 助手 (20242258) ; 谷森 達 東京工業大学, 理学部, 助教授 (10179856) ; 林田 直明 東京大学, 宇宙線研究所, 助手 (50114616)
• キーワード: ガンマ線天文学 / パルサー / 超新星残骸 / 活動銀河 / 宇宙線の起源 / 高エネルギーガンマ線天体 / 大気チェレンコフ光 / ガンマ線望遠鏡

研究概要

超新星残骸、パルサー星雲、活動銀河についての観測を継続するとともに、望遠鏡の改良作業を実施した。(1)反射率が40%程度に劣化していた望遠鏡の鏡面のアルミニウム再蒸着を行ない約90%の反射率を得た。この結果、計数率は従来の3倍となり、今後の観測では短時間のうちに確度の高いガンマ線信号が得られる見通しが得られた。(2)データ取得装置を高性能の計算機で置き換え、観測中にシステムの監視ができ且つ(1)の改良に対応して20Hz程度の高頻度の計数率に堪えるデータの高速取り込みを可能にした。
昨年度まで及び今年度取得した観測データの解析も進展している。次のような知見が新たに得られた。(1)超新星残骸SN1006からの超高エネルギーガンマ線を検出した。ガンマ線放出の場所はASCA X線衛星による非熱的X線の位置に一致し、数10TeV程度以上の高エネルギー電子の加速を直接的に示唆している。積年の課題である宇宙線の起源解明を一歩進めた重要な成果である。(2)かに星雲からの超高エネルギーガンマ線が少なくとも50TeVまで延び続けていることを検出した。300GeVのエネルギーから一定の巾法則で近似できるエネルギースペクトルが得られたことになり、かに星雲での磁場、放射線強度、陽子加速など理論的モデルに対し、強い制限を与えている。(3)帆座パルサーについて今年度の観測も過去3年間の観測結果と同様な信号を得た。超高エネルギーガンマ線がパルサーから0.1°程度ずれた位置から放射されていることが確実となったと結論できる。帆座パルサー星雲の複雑な空間分布はX線領域で明らかにされつつある。全く新しい、超高エネルギーの視点からの本結果はパルサー風や中性子星の運動と星周物質の相互作用などについて重要な知見を与える。
以上の結果に加え、広がったガンマ線源を取り扱う方法、あるいは時間情報の構造をとりいれた解析技術の開発がなされた。活動銀河からの超高エネルギーガンマ線の観測のまとめ、SN1006、かに星雲、帆座パルサーなどについての報告論文を準備中である。

研究成果

• [文献書誌] T.Kifune: "Ground Based Gamma Ray Astronomy-General Remarks on the special session in 24th International Cosmic Ray Conference" Nuovo Cimento. 19(印刷中). (1997)
• [文献書誌] T.Kifune: "Present Status of Very High Energy Gamma Ray Observations-on Southern Sky Objects" Spece Science Review. 75. 31-41 (1996)
• [文献書誌] T.Kifune: ""Very High Energy Emission from Pulsars" in Pulsars : Problems and Progress" Astronomical Society of the Pacific Conference Series 106,IAU Colloquium 160,Edited by S.Johnston,M.A.Walker and M.Bailes, 591- (1996)
• [文献書誌] T.Tanimori: ""Progress Report of Next CANGAROO Air Cerenkov Imaging Telescope for Sub-Hundred GeV γ-Ray Detection" in The Proceedings of Padova Workshop for "Towards a Major Atomospheric Cerenkov Detector"" Padova University,Marcello Cresti編, 440- (1996)