| 研究課題/領域番号 |
24000004
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
手嶋 政廣 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (40197778)
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| 研究分担者 |
窪 秀利 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40300868)
深沢 泰司 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60272457)
井岡 邦仁 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (80402759)
山本 常夏 甲南大学, 理工学部, 准教授 (40454722)
戸谷 友則 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90321588)
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| 研究期間 (年度) |
2012-05-29 – 2017-03-31
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| キーワード | 宇宙線(実験) / X線ガンマ線天文学 / 宇宙物理(実験) / 素粒子(実験) |
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| 研究実績の概要 |
本研究計画では、MAGIC望遠鏡(50GeV-10TeV)とFermiガンマ線衛星(100MeV-100GeV)を使い、5桁にわたる広帯域(100MeV-10TeV)で、銀河系内外の多くの極限的な天体を観測し、加速、ガンマ線放射の現場を今までにない精度で捉え、宇宙線の起源を解明することを目的とする。さらに、高エネルギーガンマ線天文学の将来へむけ、CTA計画(大規模チェレンコフ望遠鏡計画)の準備研究として、CTA23m大口径チェレンコフ望遠鏡プロトタイプを欧州グループと共同で建設している。
MAGIC望遠鏡により、2012年度-2014年度には、1ES0033+595(z不明), RX J1136.5+6737(z=0.1342), RBS0723(z=0.198), H1722+119(z>0.17), MS1221.8+2452(z=0.218), S3 0218+35(z=0.944), PKS 1441+25(z=0.939)等の活動銀河核から>100GeVガンマ線放射を発見した。深宇宙からのガンマ線観測もz=1の距離まで伸びてきた。またIC310から1分スケールで激しく変動する極めて明るいフレアーを観測し、ブラックホールのごく近傍で粒子加速が起こっていることを明らかにし、サイエンス誌に発表した。
また、2012-2014年度では、CTA大口径望遠鏡1号機の建設へ向けて、分割鏡、アクチュエーター、およびPMTクラスター、データ読みだし回路の量産をすすめた。また、試作をおこなった分割鏡の能動制御光学補正システムでは、レーザー、CMOSカメラを使い実験室の環境では2秒角の精度で分割鏡方向をモニターし、制御できることを実証した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
MAGIC望遠鏡は2013年のアップグレード終了後、今までにない高い性能(検出限界0.6%Crab Flux)で順調に運転がすすんでいる。複数の活動銀河核、超新星からの>100GeVガンマ線放射を発見している。とりわけ、z=1の活動銀河核を二つ観測し、>100GeVガンマ線による深宇宙の観測が急速に進み始めた。CTA大口径望遠鏡1号基を2016年カナリー諸島ラパルマに設置するスケジュールで順調に進んでいる。MAGIC望遠鏡と連動することにより、0.3%Crab Fluxまで感度を向上し、z=4までの宇宙がガンマ線で観測される。設置後1年以内に、ガンマ線バーストが地上チェレンコフ望遠鏡により初観測されることになり、ガンマ線バーストの物理が大きく進展することが期待できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の予定通り、以下のように研究を推進する。
・MAGIC, Fermiでの超新星残骸、活動銀河核の観測を継続する。
・超新星残骸IC443のディープな観測が進行中であり、宇宙線と分子雲の衝突、宇宙線の拡散、伝播について研究する。
・活動銀河核からのガンマ線に宇宙線陽子由来の信号を探索する。
・CTA大口径望遠鏡1号基の建設へ向けて、①分割鏡②PMTクラスター③読みだし回路の量産を進める。また望遠鏡制御プログラムを整備する。
・CTA大口径望遠鏡の計算機シミュレーションを進め、望遠鏡性能を最大限に引き出す解析方法を樹立する。
・2016年度には予定通り、CTA大口径望遠鏡1号基のコミッショニングを行い、MAGICと共同運用を開始し、sub-TeV領域(30-1000GeV)でのさらなる感度向上を図る。観測可能領域をz=4まで広げ、ガンマ線バーストの地上望遠鏡による初観測を目指す。
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