ＣＴＡ大口径望遠鏡用分割鏡制御システムの開発とガンマ線バーストの解析

点击翻译按钮获取中文摘要

ガンマ線バーストはビッグバン後宇宙最大の爆発現象と呼ばれ、約50年前に発見されて以来電波からガンマ線に至る幅広い波長帯で観測されてきた。発生条件や一部電磁波の放射機構などは徐々に解明されつつあるが、いまだに未解明の部分が多い天体である。さらなる解明のためには新しい切り口の観測が必要である。CTA(Cherenkov Telescope Array)計画は20GeVから300TeVのエネルギーの超高エネルギーガンマ線を既存の望遠鏡より1桁以上高い感度で検出する次世代の大規模地上ガンマ線望遠鏡アレーである。中でも大口径望遠鏡は比較的低いエネルギーのガンマ線に高い感度を持ち、特に銀河系外の天体を観測するのに適している。私は本年度CTA大口径望遠鏡でガンマ線バーストを観測するために必要不可欠な分割鏡制御システムのインストールと試験運用を行ってきた。計約200枚の分割鏡の半数以上の建設に携わり、またシステムに不可欠な分割鏡の伸縮可能な支軸であるアクチュエータのセットアップ、光軸レーザーをモニターし各分割鏡のずれを検知するためのCMOSカメラの設定と試験運用を全て行った。現在高速制御システムは完成間近である。またCTA大口径望遠鏡建設と同時に大口径望遠鏡1台のシミュレーションデータを用いた解析法の開発を行った。既存のCTAのデータ解析は基本的に複数台のデータを用いたものであり、1台のデータ解析はあまり開発が進められていなかった。今回機械学習法を積極的に取り入れた解析法を用いて1台の性能を大きく向上させることに成功した。CTAと並行して現行の地上ガンマ線望遠鏡であるMAGIC望遠鏡のデータ解析も行ってきた。2019年1月にガンマ線バースト由来の超高エネルギーガンマ線をMAGICが世界初検出した。現在このデータを解析しており、ガンマ線放射機構の理解を通した物理の議論を継続中である。