CTA大口径望遠鏡によるガンマ線バーストのジェット生成モデルの検証

利用CTA大口径望远镜验证伽马射线爆发喷流产生模型

• 批准号: 21J11379
• 负责人: 小林 志鳳
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J11379/
• 关键词: CTA; LST; ガンマ線; 新星; 検出器較正; 光電子増倍管; 超高エネルギーガンマ線

本研究の最終ターゲットであるガンマ線バーストについては、残念ながら未だにLST-1での検出には至っていない。しかし、LST-1の運用は順調に進んでおり、すでに様々な天体を観測している。ガンマ線バーストの観測も積極的に行なっており、いつガンマ線バーストを検出できてもおかしくないところまで準備が進んでいる。解析パイプラインの整備も順調であり、すでにLST-1で観測した様々な天体のデータ解析が行われ、科学成果が出始めている。その中でも研究代表者は2021年に爆発した新星へびつかい座RS星のデータ解析を主導した。この天体は史上初めて超高エネルギーガンマ線が検出された新星で、爆発直後から注目を集めた。LST-1のデータ解析には昨年度から取り組んでいたが、今年度は観測時の望遠鏡の方向を反映したモンテカルロシミュレーションを用い、望遠鏡の性能の方向依存性を考慮することで、解析を改善した。さらに同時期のフェルミ衛星のデータを解析し、LST-1の結果と合わせてエネルギースペクトルをモデリングすることで、当該天体のガンマ線放射の物理解釈を試みた。解析の結果、LST-1で得られたデータは、MAGICおよびH.E.S.S.といった他のチェレンコフ望遠鏡と無矛盾であることが確認できた。また本解析でのLST-1のエネルギー閾値は他の望遠鏡よりも低い30 GeVを達成しており、LST-1の強みである低エネルギー閾値を示すことができた。この低エネルギー閾値は今後LSTを用いてガンマ線バーストを研究するためにも重要な性能である。物理解釈については、フェルミ衛星とLST-1のデータから、ガンマ線放射が衝撃波により加速された陽子によるものとして自然に説明できることが示され、他の望遠鏡の結果を独立に支持することができた。以上の研究成果を国内外の学会や研究会で発表するとともに、博士論文にまとめて提出した。

不幸的是，这项研究的最终目标是LST-1尚未检测到这项研究的伽马·雷·爆发。但是，LST-1操作正在顺利进行，并且已经观察到各种天体。我们还积极观察伽玛射线爆发，制剂正在发展到可以随时检测到伽马射线爆发不足为奇的地步。分析管道的开发也正在进行中，并且已经进行了使用LST-1观察到的各种天体的数据分析，并且开始产生科学结果。其中，研究人员领导了2021年爆炸的Nova RS恒星的数据分析。这个天体是有史以来第一个检测到超高能量伽玛射线的NOVA，并在爆炸后立即引起人们的注意。自去年以来，我们一直在研究LST-1的数据分析，但是今年我们通过使用蒙特卡洛模拟来改进分析，这些模拟反映了观察过程中望远镜的方向并考虑了望远镜性能的方向依赖性。此外，通过分析同期费米卫星的数据，我们与LST-1的结果结合使用了能量谱，并试图理解和解释天体的伽马辐射。分析表明，使用LST-1获得的数据与其他Cherenkov望远镜（例如Magic and H.E.S.S.）一致。此外，在此分析中，LST-1的能量阈值为30 GEV，低于其他望远镜的GEV，表明低能阈值是LST-1的强度。这种低能阈值也是使用LST对伽马射线爆发的未来研究的重要表现。关于物理解释的解释，来自费米卫星和LST-1的数据表明，由于冲击波加速质子，可以自然地解释伽玛辐射，从而可以独立地支持其他望远镜的结果。上述研究结果在日本和国外的学术会议和研究会议上提出，并在博士学位论文中提交。

项目成果

CTA報告190: CTA大口径望遠鏡初号機による新星へびつかい座RS星の観測データの解析

CTA报告190：使用第一台CTA大口径望远镜对新星RS Ophiuchi的观测数据进行分析

• 发表时间: 2022
• 作者: T.Hayashi;A.A.Trani;Y.Suto;小林志鳳，阿部正太郎，阿部日向，...，他CTA LST プロジェクト
• 通讯作者: 小林志鳳，阿部正太郎，阿部日向，...，他CTA LST プロジェクト

CTA報告204: CTA大口径望遠鏡初号機による新星へびつかい座RS星の観測データの解析(II)

CTA报告204：利用首台CTA大口径望远镜对nova RS Ophiuchi观测数据分析（二）

• 发表时间: 2023
• 作者: 前野啓太郎;中石知晃;加河茂美;小林志鳳，他 CTA-LST プロジェクト
• 通讯作者: 小林志鳳，他 CTA-LST プロジェクト

First detection of the very-high-energy gamma rays from the recurrent nova RS Ophiuchi with LST-1

使用 LST-1 首次探测到来自轮回新星 RS Ophiuchi 的极高能伽马射线

• 发表时间: 2023
• 作者: Yukiho Kobayashi;Arnau Aguasca-Cabot;Mabel Bernardos;David Green;Ruben Lopez-Coto for the CTA-LST Project
• 通讯作者: Ruben Lopez-Coto for the CTA-LST Project

Commissioning of the camera of the first Large Size Telescope of the Cherenkov Telescope Array

切伦科夫望远镜阵列第一台大型望远镜相机调试

• 发表时间: 2021
• 作者: T. Saito;C. Delgado;O. Blanch;...;Y. Kobayashi;... for the CTA LST project
• 通讯作者: ... for the CTA LST project

Camera Calibration of the CTA-LST prototype

CTA-LST 原型机的相机校准

• 发表时间: 2021
• 作者: Yukiho Kobayashi;Akira Okumura;Franca Cassol;Hideaki Katagiri;Julian Sitarek;Pawel Gliwny;Seiya Nozaki and Yuto Nogami for the CTA LST project
• 通讯作者: Seiya Nozaki and Yuto Nogami for the CTA LST project