Cosmic gamma-ray observation by balloon borne emulsion telescope to study unsolved issues

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H06132
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: Aoki Shigeki 神戸大学, 人間発達環境学研究科, 教授 (80211689)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中野 敏行 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (50345849) ; 六條 宏紀 名古屋大学, 理学研究科, 研究員 (00725814)
• Project Period (FY): 2017-05-31 – 2022-03-31
• Keywords: ガンマ線 / 原子核乾板 / エマルション

Outline of Final Research Achievements

Using nuclear emulsion film with excellent spatial resolution, we have realized a gamma-ray telescope with a large area and a wide viewing angle (from the zenith to 45 degrees zenith angle), and performed observation of cosmic gamma rays at the top layer of the atmosphere.
In 2018, observations in Australia using a telescope with an aperture area of 0.38 m＾2 successfully imaged the known bright gamma-ray object Vela pulsar, and confirmed the improvement of angular resolution from the Fermi-LAT detector currently operated by NASA using real celestial data, which is one order of magnitude in the projection angle (two orders of magnitude for the solid angle). Furthermore, we have developed and realized a large-area telescope equipped with multiple 1.25 m＾2 telescope units, and have begun scientific observations in 2023.

Free Research Field

素粒子実験、宇宙線観測

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ガンマ線天文学は、NASAが2008年に打上げ現在も運用が続いているFermi-LAT検出器によって飛躍的に進歩したが、他の波長域に較べて角度分解能が充分でないことから、放射域の形状比較が困難があったり、天体が密集する銀河中心方向や銀河面に沿った領域の観測で他の波長域で同定されいる天体との対応付けが困難などの課題が残っている。銀河中心方向からのGeV帯域ガンマ線について、既知の天体からの放射だけでは説明しきれない過剰成分の可能性など、Fermi-LAT検出器の観測量を増やすだけでは解決の見込みが立たない課題に対して、高角度分解能での観測による質的に新しいデータ提供の見通しが得られた。