Dark matter search at TeV energies by next-generation gamma-ray telescopes

本研究では、TeVガンマ線に感度が高い地上ガンマ線望遠鏡を用いてTeV質量の暗黒物質探索を行うことを目的としている。そのためにスペイン、カナリア諸島・ラパルマに建設中の次世代ガンマ線望遠鏡であるチェレンコフ望遠鏡アレイ(CTA)大口径望遠鏡の光学系コミッショニング・および科学観測と同観測サイトで現在稼働中のMAGIC望遠鏡による暗黒物質探索研究を行った。本年度は CTA 大口径望遠鏡(Large Sized Telescope, LST)における光学系構築・及びコミッショニングを行った。コロナ禍のため観測地に長期滞在して行う作業の予定は変更せざるを得なかったが、その分リモートでも可能な光学系制御のためのソフトウェア開発を中心に行った。その結果、低天頂角から高天頂角まで、198 枚の分割鏡の方向を調整し、主鏡がまるで一枚の鏡であるかのような鮮明な像(スポットサイズが 約0.06度程度)を焦点面で得ることができた。さらに用意した天頂角以外にも、天頂角ごとに、分割鏡の背面にあるアクチュエータの初期位置を内挿することにより、任意の天頂角に対して、アクチュエータの初期位置を決めることができるようになった。LST1を用いて、確立した手法はのちの LST2台目以降のコミッショニングにも有用である。暗黒物質探索研究においては、MAGIC望遠鏡を用いた暗黒物質由来のガンマ線探索のための解析手法改善を行った。特に大天頂角観測手法における大気ゆらぎ由来のエネルギースケールへの系統誤差や広がった天体を解析する際のカメラ応答の非一様性による系統誤差に注目し、これらを抑えられるよう解析手法を最適化した。これらの系統誤差の研究は後に CTA-LST を用いて行うさらなる究極感度での観測にも共通することが多く、将来につながる研究である。

本研究では、TeVガンマ線に感度が高い地上ガンマ線望遠鏡を用いてTeV質量の暗黒物質探索を行うことを目的としている。そのためにスペイン、カナリア諸島・ラパルマに建設中の次世代ガンマ線望遠鏡であるチェレンコフ望遠鏡アレイ(CTA)大口径望遠鏡の光学系コミッショニング・および科学観測と同観測サイトで現在稼働中のMAGIC望遠鏡による暗黒物質探索研究を行った。本年度は CTA 大口径望遠鏡(Large Sized Telescope, LST)における光学系構築・及びコミッショニングを行った。コロナ禍のため観測地に長期滞在して行う作業の予定は変更せざるを得なかったが、その分リモートでも可能な光学系制御のためのソフトウェア開発を中心に行った。その結果、低天頂角から高天頂角まで、198 枚の分割鏡の方向を調整し、主鏡がまるで一枚の鏡であるかのような鮮明な像(スポットサイズが 約0.06度程度)を焦点面で得ることができた。さらに用意した天頂角以外にも、天頂角ごとに、分割鏡の背面にあるアクチュエータの初期位置を内挿することにより、任意の天頂角に対して、アクチュエータの初期位置を決めることができるようになった。LST1を用いて、確立した手法はのちの LST2台目以降のコミッショニングにも有用である。暗黒物質探索研究においては、MAGIC望遠鏡を用いた暗黒物質由来のガンマ線探索のための解析手法改善を行った。特に大天頂角観測手法における大気ゆらぎ由来のエネルギースケールへの系統誤差や広がった天体を解析する際のカメラ応答の非一様性による系統誤差に注目し、これらを抑えられるよう解析手法を最適化した。これらの系統誤差の研究は後に CTA-LST を用いて行うさらなる究極感度での観測にも共通することが多く、将来につながる研究である。