広視野ＭｅＶガンマ線望遠鏡気球実験による銀河面核ガンマ線観測

利用宽视场 MeV 伽马射线望远镜气球实验进行银河系核伽马射线观测

• 批准号: 16J08498
• 负责人: 竹村 泰斗
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J08498/
• 关键词: ガンマ線; 望遠鏡開発; 気球実験; MeVガンマ線; TPC; シンチレータ; SMILE; ETCC; 機器開発

本年度の研究実績はSMILE-2+気球実験の実施とその解析である。既存の広角MeVガンマ線望遠鏡は宇宙環境下における感度が設計感度より1桁近く減少することが問題であった。我々はこの問題は、既存の望遠鏡が角度分解能を誤って評価していることに起因していると考え、正しくPoint Spread Functionを定義し角度分解能を評価することが可能なMeVガンマ線望遠鏡ETCCの開発を進めてきた。SMILE-2+気球実験は、Sub-MeV領域で明るいかに星雲と銀河中心領域を観測し、ETCCが宇宙環境下で地上と変わらない感度を保ち続けることや天体撮像能力を有することを実証する気球実験である。現地時間2018年4月7日 6:24、オーストラリア、アリススプリングスにてSMILE-2+気球を放球した。SMILE-2+気球は約27時間高度40 kmにて水平浮遊し、かに星雲と銀河中心をそれぞれの観測時間は5時間、8時間の観測することに成功した。帰国後フライトデータのかに星雲観測データの解析を中心に研究を進めている。ETCCのバックグラウンド除去能力を用いて抽出したガンマ線イベントから、かに星雲ON領域-OFF領域をすることで、かに星雲方向からおよそ3σの超過成分を得ることに成功した。この観測結果はETCC性能から予測される光子数と一致し、ETCCが宇宙環境下において地上と同等の感度で動作していることが示された。これは先に述べた理由からMeVガンマ線望遠鏡開発として大きな一歩である。現在フライトデータ詳細解析のためにシミュレーションによる応答関数の作成やバックグラウンド評価を進めている。

今年的研究结果是Smile-2+气球实验的实施及其分析。现有的广角MEV Gamma射线望远镜的问题在于，它们在太空环境中的敏感性的敏感性比设计灵敏度少的数量级降低。我们认为，这个问题是由于现有望远镜正在错误地评估角度分辨率的事实引起的，并且正在开发MEV伽马射线望远镜ETCC，该望远镜可以正确定义点扩散函数并评估角度分辨率。 Smile-2+气球实验是一个气球实验，它在子MEV区域观察星云和银河中心区域，表明ETCC保持着与太空环境中地面相同的敏感性，并且具有捕获天体成像的能力。当地时间的2018年4月7日上午6:24，他向澳大利亚爱丽丝泉开了一个微笑2+气球。 Smile-2+气球水平在40公里的高度上浮动27小时，并能够分别观察螃蟹星云和银河中心5小时8小时。我们目前正在进行研究，重点是分析返回日本后蟹和星云观察数据的飞行数据。通过从使用ETCC的背景去除能力提取的伽马射线事件中进入区域关节区域的蟹状星云，我们成功地从螃蟹星云方向获得了大约3σ的多余分量。该观察结果与ETCC性能预测的光子计数一致，表明ETCC在空间环境中的地面上的敏感性相等。由于上述原因，这是迈向开发MEV伽马射线望远镜的重要一步。当前，我们正在使用仿真来创建响应功能和背景评估，以详细的飞行数据分析。

项目成果

SMILE41: SMILE-2+望遠鏡ETCCの地上試験における性能評価

SMILE41：SMILE-2+望远镜ETCC地面测试性能评估

• 发表时间: 2018
• 作者: S. Komura;A. Takada;Y. Mizumura;S. Miyamoto;T. Takemura;T. Kishimoto;H. Kubo;S. Kurosawa;Y. Matsuoka;K. Miuchi;T. Mizumoto;Y. Nakamasu;K. Nakamura;M. Oda;J. D. Parker;T. Sawano;S. Sonoda;T. Tanimori;D. Tomono;and K. Yoshikawa;竹村泰斗;Taito Takemura;竹村泰斗;竹村泰斗
• 通讯作者: 竹村泰斗

SMILE-II+MeVガンマ線望遠鏡性能評価

SMILE-II+MeV伽马射线望远镜性能评估

• 发表时间: 2017
• 作者: 竹村泰斗;谷森達,高田淳史,水村好貴,古村翔太郎,岸本哲朗,吉川慶,中増勇真,中村優,谷口幹幸,水本哲矢,園田真也,窪秀利,黒澤俊介,身内賢太朗,澤野達也;竹村泰斗;竹村泰斗
• 通讯作者: 竹村泰斗

SMILE38: MeVガンマ線観測気球実験SMILE-II+準備状況報告

SMILE38：MeV伽马射线观测气球实验SMILE-II+准备状态报告

• 发表时间: 2017
• 作者: 竹村泰斗;谷森達,高田淳史,水村好貴,古村翔太郎,岸本哲朗,吉川慶,中増勇真,中村優,谷口幹幸,水本哲矢,園田真也,窪秀利,黒澤俊介,身内賢太朗,澤野達也;竹村泰斗
• 通讯作者: 竹村泰斗

SMILE: MeV gamma-ray imaging-spectroscopy with well-defined point spread function using gaseous electron-tracking Compton camera

SMILE：MeV 伽马射线成像光谱学，使用气态电子跟踪康普顿相机，具有明确的点扩散函数

• 发表时间: 2016
• 作者: T. Takemura;T. Tanimori;A. Takada;H. Kubo;T. Mizumoto;Y. Mizumura;T. Sawano1;K. Nakamura;Y. Matsuoka;S. Komura;T. Kishimoto;M. Oda;S. Miyamoto;Y. Nakamasu;K. Yoshikawa;K. Miuchi;S. Kurosawa
• 通讯作者: S. Kurosawa

SMILE46：SMILE-2+ かに星雲解析報告

SMILE46：SMILE-2+蟹状星云分析报告

• 发表时间: 2019
• 作者: S. Komura;A. Takada;Y. Mizumura;S. Miyamoto;T. Takemura;T. Kishimoto;H. Kubo;S. Kurosawa;Y. Matsuoka;K. Miuchi;T. Mizumoto;Y. Nakamasu;K. Nakamura;M. Oda;J. D. Parker;T. Sawano;S. Sonoda;T. Tanimori;D. Tomono;and K. Yoshikawa;竹村泰斗
• 通讯作者: 竹村泰斗