Transcript 夜光 - 宇宙線研究室

すばる主焦点搭載用10-100GeVγ線検出器
“CheSS”による かに星雲の観測報告
浅原明広*, 臼田知史#, 小笠原隆亮#, 折戸玲子*, 窪秀利*,
小宮山裕#, 小杉城治#, 桜澤幸司♭, 高田唯史#, 谷森達*,
中桐正夫#, 西田大輔*, 宮崎智#, 森正樹c
目次
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Introduction
観測原理
“CheSS”の紹介
シミュレーション結果
観測報告
まとめ
＊京都大学 物理 宇宙線研究室
＃国立天文台 ハワイ観測所
♪東京大学 宇宙線研究所
♭東京工業大学 物理
1. Introduction
-- 10GeV 領域でのパルサー --
観測目標: カニ 星雲/パルサー
1. γ線検出器にとってのよい試金石
2. すばるの真上を通り、一晩中観測可能 (11～1月)
3. 10GeV以上の領域での周期成分の検出可能性 (うかれば世界初)
•Polar cap モデル
カットオフエネルギー ～20GeV
•Outer gap モデル
カットオフエネルギー ～50GeV
Credit: A.K. Harding (NASA/GSFC)
Thompson astro-ph/0101039
現在の10GeV 領域の状況
Satellite
EGRET
～10GeV
カニ星雲 エネルギースペクトル(周期成分)
Ground
従来の
Cherenkov光望遠鏡
(CANGAROO, Whipple…)
Upper limit
(300GeV 以上)
2台の新しい
Cherenkov光望遠鏡
STACEE
Upper limit (200GeV)
CELESTE
Upper limit (60GeV)
2. 観測原理(Imaging Air Cherenkov Technique)
γ線
陽子
高高度観測
10GeV gamma-seed
(CORSIKA simulation)
高高度(4200m) + 巨大鏡(10m)
弱いチェレンコフ光を検出可能
なぜすばる望遠鏡なのか?
すばる望遠鏡 スペック
視野:
0.75deg
焦点距離:
15m
口径:
8.2m
高度:
4200m
Typical gamma-ray event
At 4000m.
30GeV gamma.
At the sea level.
300GeV gamma.
光電子増倍管
200
mm
0.75deg
すばる主焦点の広い視野が必要
実際の取り付け風景
Prime Focus Unit
CheSS
PMTs
SUBARU
Prime Focus Unit
Main mirror
3.CheSS (Cherenkov light detecting System on
Subaru)
Remote control
Fast VME-based
Electronics
•44ch VME-TDC (ΔT =0.75nsec)
•Onboard VME-CPU
•3ch VME-ADC
動作可能トリガーレート
•GPS module
１ｍ
～300Hz
(dead time 20%)
PMT array
photo-cathode area
～233cm 2
(ライトガイドなし)
重量 ~200Kg
消費電力 700W以下
200mm
200mm
4. Simulation of SUBARU with CheSS
1. 夜光量 ～6p.e/trigger
Jelley(1958)
2. 期待されるトリガーレート:0.89 + 26.7 + 1.5 ～30Hz
3. 観測可能エネルギー閾値
～30GeV
観測時のトリガーレートとほぼ同じ
総光量が7p.e以下のイベントを夜光によるものとみなし、カット
5. 観測報告
Target:
Date:
Time:
Weather:
Crab pulsar
17, 18, and 19, December 2001
on 12hours, off 12hours
Fine
On-Off chopping observation
Milky way
Crab
5min OFF
10min OFF
12min OFF
Noise reduction の一例
Timing
cut
ADC
cut
Clustering
cut
夜光
35ns
宇宙線
夜光
宇宙線
(Power law)
夜光
宇宙線
夜光
PMT hit timing
(measured by TDC)
ADC
Camera image
Trigger rate
Data on 17th
ON
OFF
生dataのトリガーレート
ON:
8 - 30Hz
OFF:
6 - 22Hz
ADC cut後のトリガーレート
(over 3000channel)
0.7Hz - 1.7Hz
(望遠鏡のElevation angle依存性)
6.まとめ
10GeV 領域での観測の重要性:
•パルサーにおける、2つの放射モデル。 polar cap か outer gap なのか?
Cherenkov light detecting System on SUBARU:
•コンパクトな検出器。1m X 1m 円柱状, 重量200 kg。
•観測可能なエネルギー閾値は 30GeV (simulationによる)。
Crab の観測
•2001年12月、17,18,19日の3夜観測
•観測時間; On 12時間 and Off 12時間.
現在 鋭意解析中!