Opening of MeV astronomy with semiconductor Compton camera

宇宙観測でMeVガンマ線だけは観測感度が数桁も劣り、その改善は宇宙観測の最重要課題の一つである。有力な解として世界中で半導体コンプトン望遠鏡 (Semiconductor Compton Telescope, SCT)の開発が進んでいる。我々は広島大学やJAXA等とともに日本独自のSi/CdTe-SCTを開発 し、2016年に「ひとみ」衛星に搭載してSCTとして世界で唯一軌道上で動作実績を得た。初期運用中に衛星が失われてしまったが、たった1.5 時間の観測で「かに星雲」の100 keV帯の偏光観測に成功するなど、開発の最先端にある。本研究では「アクティブシールド付きSi/CdTe-SCT」の、将来の超長時間気球への適用を目指し、小型の試作機miniSGDを用いてその観測性能を検証する試験観測を実施することを目標とする。装置の基本構成部分に、次世代の硬X線の高感度観測を目指すFORCE衛星向けに開発中の技術を採用し、その基礎開発も兼ねている。2023年初頭の気球実験へ向けて、2021年度は急ピッチで検出器システムを開発した。コアとなる SCT は、CdTe部を9月までに４セット、シリコン部も11月までに2セット揃え、データ取得系も含めてSCTとしての動作試験を12月に実施した。コンプトン撮像に成功し、正しく動作していることを示した。シールド部の開発も進め、12月には全系を組み合わせた動作試験を実施した。その後、試験場所を名大に移動して試験を継続し性能検証を進めている。電源となる電池の手配も終わり、耐圧容器の鍵を握る入射窓の開発と耐圧試験を実施した。データ送信やコマンド受信系の開発も進めた。また提案に参加しているアメリカのMeV観測小型衛星COSIが、12月に2025年打ち上げで採択され、米欧日のコラボレーションが立ち上がった。MeV宇宙観測の新時代がまさに始まりつつある。

宇宙観測でMeVガンマ線だけは観測感度が数桁も劣り、その改善は宇宙観測の最重要課題の一つである。有力な解として世界中で半導体コンプトン望遠鏡 (Semiconductor Compton Telescope, SCT)の開発が進んでいる。我々は広島大学やJAXA等とともに日本独自のSi/CdTe-SCTを開発 し、2016年に「ひとみ」衛星に搭載してSCTとして世界で唯一軌道上で動作実績を得た。初期運用中に衛星が失われてしまったが、たった1.5 時間の観測で「かに星雲」の100 keV帯の偏光観測に成功するなど、開発の最先端にある。本研究では「アクティブシールド付きSi/CdTe-SCT」の、将来の超長時間気球への適用を目指し、小型の試作機miniSGDを用いてその観測性能を検証する試験観測を実施することを目標とする。装置の基本構成部分に、次世代の硬X線の高感度観測を目指すFORCE衛星向けに開発中の技術を採用し、その基礎開発も兼ねている。2023年初頭の気球実験へ向けて、2021年度は急ピッチで検出器システムを開発した。コアとなる SCT は、CdTe部を9月までに４セット、シリコン部も11月までに2セット揃え、データ取得系も含めてSCTとしての動作試験を12月に実施した。コンプトン撮像に成功し、正しく動作していることを示した。シールド部の開発も進め、12月には全系を組み合わせた動作試験を実施した。その後、試験場所を名大に移動して試験を継続し性能検証を進めている。電源となる電池の手配も終わり、耐圧容器の鍵を握る入射窓の開発と耐圧試験を実施した。データ送信やコマンド受信系の開発も進めた。また提案に参加しているアメリカのMeV観測小型衛星COSIが、12月に2025年打ち上げで採択され、米欧日のコラボレーションが立ち上がった。MeV宇宙観測の新時代がまさに始まりつつある。