Cherenkov Telescope Array (CTA) 計画：
全体報告(16)
窪 秀利（京都大学） 他 CTA Consortium

https://www.cta-observatory.org/

日本天文学会2019年秋季年会

熊本大学

2019/9/11

CTA Consortium
３1か国>1500名CTA-Japan 130名

東大浅野勝晃, 阿部日向, 粟井恭輔, 石尾一馬, 稲田知大, 猪目祐介,
宇宙線研 岩村由樹, 大石理子, 大岡秀行, 大谷恵生, 岡崎奈緒,加賀谷美佳, 小林志鳳, 齋藤隆之, 榊直人, 櫻井駿介, 澤田真理,須田祐介, 高橋満里, 高橋光成, 手嶋政廣, 野田浩司, 野村亮介,
林航平, 広谷幸一, 深見哲志, 村瀬孔大, 吉越貴紀, K.S.Cheng,

青山大 柴田徹, 田中周太, 山崎了,
吉田篤正
Xiaohong Cui, Timur Dzhatdoev, Daniela Hadasch,茨城大 小原光太郎, 片桐秀明, 鈴木萌,David C.Y.Hui, Emil Khalikov, Albert K.H. Kong,
野上優人, 柳田昭平, 吉田龍生
Pratik Majumdar, Daniel Mazin, Jumpei Takata,
大阪大 藤田裕, 松本浩典
Thomas P. H. Tam, Wenwu Tian
北里大 村石浩
東大理
大平豊, 鈴木寛大, 戸谷友則, 中山和則, 馬場彩
京大基研 井岡邦仁, 石崎渉
東北大木坂将大, 當真賢二京大理 今川要, 岡知彦, 梶原侑貴,
徳島大折戸玲子
川中宣太, 窪秀利, 田中孝明,
名大理
井上剛志, 佐野栄俊, 立原研悟, 早川貴敬, 林克洋
鶴剛, 野崎誠也, 李兆衡
福井康雄, 山根悠望子, 山本宏昭
近畿大 千川道幸, 藤原千賀己
名大ISEE 黒田裕介, 田島宏康, 中村裕樹, 日高直哉, 藤川由衣,
熊本大 高橋慶太郎
Anatolii Zenin
KEK素核研 郡和範, 田中真伸
名大KMI 奥村曉
甲南大 川島翔太郎, 川村孔明,
広大理高橋弘充, 深沢泰司
田村謙治, 塚本友祐,
広大宇宙科学センター 水野恒史
町支勇貴, 山本常夏
宮崎大森浩二埼玉大 勝倉大輔, 勝田哲, 砂田裕志,
山形大
郡司修一, 門叶冬樹, 中森健之
立石大, 寺田幸功
山梨学院大 内藤統也, 原敏
東海大 緒方智之, 櫛田淳子, 辻本晋平, 理研
井上進, 井上芳幸, 長瀧重博, 廣島渚, Maxim Barkov,
生天目康之, 西嶋恭司,
Gilles Ferrand, Haoning He, Donald Warren
原田善規, 古田智也
立教大
内山泰伸, 林田将明
早稲田大 片岡淳CTAの性能、狙うサイエンス

従来の望遠鏡より一桁高い感度
一桁広い帯域(20 GeV-300 TeV)
角度分解能～2倍(2分角@10TeV)

感度

Cherenkov Telescope Array(CTA)銀河面

 検出天体 224個(現行)⇒1000個以上
 最遠方 ｚ～1(現行)⇒ z～4 GRB等
宇宙線起源 ブラックホール
物理・ジェット形成
暗黒物質対消滅γ線探索
赤外・可視背景放射→宇宙の星形成史 ローレンツ不変性検証
・特集号 Astroparticle Physics, 43 (2013)1-356
NAOJ//AND You Inc.

・Key Science Project(開始10年の4割)検討書“Science with the Cherenkov
Telescope Array”, World Scientific刊行, https://doi.org/10.1142/10986

LST×(北4+南4)MST×(北15+南25)

23m口径

12m口径

20 GeV - 3 TeV
FOV=4.5°
完成予想図

80 GeV - 50 TeV
FOV～8°

2016年～北サイト建設
2020年～南サイト建設
2022年～天文台運用
2025年～フルアレイ観測
運用期間 ＞20年間

北：スペイン・ラ パルマ島

MAGIC望遠鏡
南：チリ・パラナル

SST×(北0+南70)
4m口径
1 TeV - 300 TeV
FOV=９～10°

https://www.cta-observatory.org/

LST初号機建設@北サイト(前回講演2018年秋以降)－カメラ取付
昨年9月までラパルマ島 組立・保管室にて試験

昨年9月下旬
望遠鏡に取付

PMT 1855本

2.8 m
筐体

Credit: Daniel López / IACx265台
 PMT 7本＋GHzサンプリング回路＋トリガー回路

 ライトガイド スローコントロール系

Credit: Daniel López / IAC

LST初号機完成
 突発天体対応
動画
望遠鏡高速回転(180度/20秒)⇒フライホイールを用いた電源システム開発

昨年10月
昨年10月

完成記念式典 北サイト全体の計算機システム稼働中(CPU 2000コア＋3 PB disk)(動画)

Credit: A. Okumura

MAGIC(口径17m)

Credit: Max-Planck-Institute for Physics

LST-1
NEWS

https://www.cta-observatory.org/lstprototype-records-its-first-light/

昨年12月 ファーストライト
進行中のカメラ調整・試験観測
は、次の齋藤講演で。

LST初号機完成
 突発天体対応
動画
望遠鏡高速回転(180度/20秒)⇒フライホイールを用いた電源システム開発

昨年10月

 北サイト全体の計算機システム稼働中(CPU 2000コア＋3 PB disk)(動画)（望遠鏡駆動の動画）

MAGIC(口径17m)Credit: Max-Planck-Institute for Physics

LST-1
NEWS

https://www.cta-observatory.org/lstprototype-records-its-first-light/

昨年12月 ファーストライト
進行中のカメラ調整・試験観測
は、次の齋藤講演で。

LST初号機：光学系調整
CCDカメラ@主鏡中央で
主焦点カメラのスクリーン
上の星像撮像球面分割鏡
198枚1.5m

鏡方向調整前
カメラ中央
ピクセル

アクチュエータ
鏡裏側

調整後
高仰角

低仰角

防水型CMOSカメラ

80%光量直径=0.055°0.066°(カメラピクセル=0.1°)

中口径望遠鏡プロトタイプ
 Davies-Cotton型 MST(欧州)
口径12m

 Schwarzschild-Couder型 SCT
主鏡 (D～9.7m)
副鏡 (D～5.4m)
 カメラ

・視野８度
・SiPM～1.1万素子
＠ドイツ(2013～)

カメラ

0.8 m

視野～8度 PMT～1800本

＠USA
NEWS 今年１月

2.4 m

ファーストライトファーストライトhttps://www.cta-observatory.org/mst-prototype-records-first-light/

 PMTとSiPMの光検出効率比較

https://www.cta-observatory.org/sct-first-light/

小口径(SST)プロトタイプ－3タイプ－
 Schwarzschild-Couder型①ASTRI 口径4.3+1.8m NEWS 今年１月

 Davies-Cotton型 (欧州)
視野9度 SiPMカメラ(1296 ch)

かに星雲 E>3.5TeV
欧州
視野 9.6度 5.4σで検出
SiPMカメラ

口径４ｍ(2368 ch)@イタリア
(2014～）

https://www.cta-observatory.org/astri-detectscrab-at-tev-energies/@ポーランド(2014～)

2回反射型望遠鏡でのhttps://www.cta-observatory.org/cta-prototypeガンマ線検出は初！
telescope-sst-1m-catches-first-glimpse-sky/②GCT 口径4.２+1.8m 視野 9.2度
NEWS 今年4月
SiPMカメラ欧州①ASTRI望遠鏡に搭載(2048ch)ファーストライト(動画)～30 cm@フランス(2015～) SiPM低クロストーク化
https://www.cta-observatory.org/cta-telescope-prototype-gamma-ray-cherenkov-telescope-inaugurated-1-december/

Credit: Jason Watson (Oxford/MPIK)
https://www.cta-observatory.org/chec-achieves-first-light-on-astri/⇒ミニアレイ(9台)建設予定

CTA北サイト建設計画
 Phase I
 LST初号機

 コミッショニング中 エンジニアリング ラン
2021年まで

 LST 2-4号機
 LSTカメラモジュール組立中

 LST分割鏡
ラパルマに輸送済

 LST現地建設 来年～
 LST 4機稼働 2022年～
完成予想図

 MST 1台建設
 Phase II MST 14台建設
2025年完成

CTA南サイト@チリ・パラナル
ELT 39m
計99台
LST MST SST

2024年～

GoogleVLT 8.2mx4

CTA南サイト2 km

NEWSCredit: Marc-André Besel, CTAO / ESO

NEWS昨年12月
合意文書署名：【CTA、チリ政府、ESO】

サイト建設
来年～
Credit: Credit: ESO/B. Núñez

Credit: CONICYT

https://www.cta-observatory.org/final-agreements-signed-for-cta-southern-hemisphere-site-in-chile/

まとめ
次世代超高エネルギーガンマ線天文台CTA
 日本グループは、大口径望遠鏡LSTの光学系・カメラ開発で中心的役割＋中小口径Schwarzschild-Couder(2回反射型)望遠鏡カメラ開発＋事象シミュレーション、解析ソフトウェア開発、サイエンス検討[北]スペイン・ラ パルマ島
 LST初号機@北サイト

昨年12月ファーストライト⇒現在コミッショニング中 分割鏡－星像を用いた方向調整
 カメラ・試験観測－次の齋藤講演

 LST 2-4号機@北サイト
分割鏡製作完了、カメラモジュール組立中
現地建設 来年～

 SSTプロトタイプ
SiPM 低クロストーク化
かに星雲検出Credit: A. Okumura[南] チリ・パラナル

 MSTカメラ
PMTとSiPMの検出効率比較
完成予想図