Technical Report 電子飛跡検出型コンプトン望遠鏡によるMeVガンマ線天文学の革新
Innovation in MeV gamma-ray astronomy based on an electron-tracking Compton telescope

髙田, 淳史  ,  谷森, 達  ,  窪, 秀利  ,  水本, 哲矢  ,  水村, 好貴  ,  古村, 翔太郎  ,  岸本, 哲朗  ,  竹村, 泰斗  ,  吉川, 慶  ,  中増, 勇真  ,  Takada, Atsushi  ,  Tanimori, Toru  ,  Kubo, Hidetoshi  ,  Mizumoto, Tetsuya  ,  Mizumura, Yoshitaka  ,  Komura, Shotaro  ,  Kishimoto, Tetsuro  ,  Takemura, Taito  ,  Yoshikawa, Kei  ,  Nakamasu, Yuma

JAXA-RR-16-008pp.49 - 67 , 2017-03-14 , 宇宙航空研究開発機構(JAXA) , Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
ISSN:1349-1113
NCID:AA1192675X
Description
天文学におけるMeV ガンマ線は、元素合成・粒子加速・強い重力場・宇宙最初の星といった様々な現象を解明するのに有力な新しいプローブとして期待されているが、COMPTEL以降の観測的進展はほとんどない。この状況を打開する為、我々は電子飛跡検出型コンプトン望遠鏡(ETCC)の開発を進めてきた。ETCC は、これまでになく鋭いPSFと、粒子識別やコンプトン散乱運動学テストといった雑音除去能力を持つ、新しい世代のMeV ガンマ線望遠鏡である。我々は気球高度におけるガンマ線測定を実証する為、2006 年に小型のETCC を気球に搭載し、宇宙拡散・大気ガンマ線の観測を行い、その強度を得ることに成功した(SMILE-I)。現在は次のステップとして、明るい天体の観測を目標(SMILE-II)として30 cm 立方のガス飛跡検出器を用いた中型ETCC を開発し、その試験を行っている。これまで、SMILE-II ETCC を用いてその有効面積や角度分解能、雑音除去能力や偏光検出能力について、地上校正実験を行い検証してきた。ここでは、ETCCの性能評価と検証実験の結果を報告し、気球や衛星を用いた将来観測で期待される観測について述べる。
In MeV gamma-ray region, there is no advances from COMPTEL observation, whereas it is expected to be a useful probe of nucleosynthesis, particle acceleration, strong gravity, and first stars. For opening a window in MeV gamma-ray astronomy, we are developing an electron-tracking Compton camera (ETCC) having a well-defined point spread function (PSF) and some powerful background rejection tools based on tracking technology of Compton-recoil electron. In 2006, we had the first balloon flight using a small-size ETCC for a demonstration of gamma-ray detection at the balloon altitude (Sub-MeV gamma-ray Imaging loaded on balloon Experiment-I: SMILE-I), and it was successful to observe the intensities of diffuse cosmic and atmospheric gamma rays. As the next step, we are constructing and studying a middle-size ETCC (SMILE-II) using a 30 cm-cubic gaseous electron tracker for the observation of the bright celestial objects. Using SMILE-II ETCC, we validated the effective area, the angular resolution, the background rejection power, and the ability of the polarization measurement by some ground calibrations. In this paper, we summarize the performance and the validation results of SMILE-II ETCC, and present the expectations in the future observations.
著者人数: 20名
形態: カラー図版あり
Number of authors: 20
Physical characteristics: Original contains color illustrations
Full-Text

https://repository.exst.jaxa.jp/dspace/bitstream/a-is/609985/1/AA1630045003.pdf

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