Cherenkov Telescope Array(CTA) 計画：全体報告(5)窪秀利（京都大学）他 CTA-Japan Consortium
日本天文学会 2013年9月 東北大学

CTA-Japan Consortium

94名

浅野勝晃A，井岡邦仁B，井川大地C，石尾一馬A，井上進A, D，井上芳幸A，
猪目祐介E，上野遥F，内山泰伸G，大石理子A，大岡秀行A，大竹峻平H，大平豊I，荻野桃子A，奥村曉J, K，折戸玲子L，加賀谷美佳M，格和純N，片岡淳O，片桐秀明M，株木重人P，河島孝則J，川中宣太Q，岸本哲朗R，櫛田淳子C，窪秀利R ，郡司修一H，郡和範B，小島拓実A，小谷一仁C，
小山志勇F，今野裕介R，齋藤浩二A，齋藤隆之R，榊直人A，佐々木浩人E，
澤田真理I，柴田徹I，菅原隆希L，高橋慶太郎S，高橋弘充N，高橋光成A，
高見一B，田島宏康J，立原研悟T，田中駿也M，田中孝明R，田中真伸B，千川道幸U，辻本晋平C，土屋優悟R，坪根義雄I，鶴剛R，手嶋政廣A，D，寺田幸功F，當真賢二V，門叶冬樹H，戸谷友則Q ，鳥居和史T，内藤統也W，中嶋大輔A，長瀧重博X，中森健之H，中山和則Q，永吉勤F，西嶋恭司C，野里明香U，野田浩司A, D，畑中謙一郎R，花畑義隆A，馬場浩則M，早川貴敬T，林田将明A，原敏W，馬場彩I，日高直哉J，広谷幸一A，深沢泰司N，福井康雄T，藤田裕V，増田周R，松本浩典Y，水野恒史N，村石浩Z，村瀬孔大A，森浩二aa，
柳田昭平M，山崎了I，山本常夏E，山本宏昭T，吉越貴紀A，吉田篤正I，
吉田龍生M，李兆衡X
東大宇宙線研A，KEK素核研B，東海大理C，Max-Planck-Inst. fuer Phys.D，甲南大理工E，埼玉大理F，立教大理G，山形大理H，青学大理工I，名大STE研J，レスター大K，徳島大総科L，茨城大理M，広大理N，早大理工O，東海大医P，東大理Q，京大理R，熊本大理S，名大理T，近畿大理U，阪大理V，山梨学大W，理研X，名大KMIY，北里大医療衛生Z，宮崎大工aa

大気チェレンコフ望遠鏡による超高エネルギーγ線観測
MAGIC

Cherenkov Telescope Array (CTA)計画

カナリア諸島VERITAS
USアリゾナHESS
ナミビア

CANGAROO
オーストラリア

TeVCatカタログ

1４5ソース検出(系外58+系内62+未同定25)

一桁高い感度広帯域化(20GeV-100TeV以上)
角度分解能3倍(2分@1TeV)>1000個のソース検出期待CTAで狙うサイエンス
観測天体

連星系

超新星残骸
Hester+

銀河団

活動銀河核

ガンマ線バースト

NASA/Fermi

短時間変動

パルサー・星雲

Fermiバブル

PKS2155-304
Aharonian+(2007)

放射機構、粒子加速機構

ローレンツ不変性検証

暗黒物質対消滅γ線探索宇宙線起源

赤外・可視背景放射→宇宙の星形成史

LST×(4+4)
23m口径
20 GeV - 1 TeV
FOV=4.5°

SST×(8+32)
4-6m口径
1 TeV - 100 TeV
FOV～10°

MST×(17+23)
10-12m口径
100 GeV - 10 TeV
FOV=6 - 8°

© G. Pérez, IAC, SMM

南北に２ステーション⇒全天観測

LST MST SST

2013年末にサイト決定

CTA Consortium（2013年5月時点）

 27 か国 1127名（日本 8%）
 177研究機関

CTA-Japan研究組織
物理CTA計画推進責任者 手嶋（東大）
責任者：井岡（KEK)
KEK, 東大、青学大、 マネージメント
茨城大、他
CTA-Japan PI 手嶋（東大）
CTA-Japan Co-PI 窪（京大）
CTA-Japan Chair 戸谷（京大）
CTA-Japan SBO 吉田（茨城大）

LST

Prototyping Project Coordinator
手嶋（東大）

光検出器
責任者：山本（甲南大）
徳島大、埼玉大、東大、茨城大、甲南大、青学大、浜松ホトニクス他

読出し回路
責任者：窪（京大）
京大、KEK、山形大、他

シミュレーション
責任者：吉越（ICRR）
東大、東海大、山形大、甲南大、京大、他

MST
ミラー
責任者：林田（東大）
ICRR、近畿大、茨城大、甲南大、三光精衡所、他

デュアルミラー用カメラ
責任者：田島（名大）名大SSTLST仕様 観測帯域 20 GeV – 1 TeV
 望遠鏡構造
 口径 ２３ｍ
 鏡面積 ４００ｍ２
 焦点距離 28m
 鏡配置：放物線上• 等時性＜0.6ns (r.m.s)
 総重量 ７0トン
 回転速度 １８０°/20秒• ＧＲＢなどの観測
 鏡能動制御 トラッキング精度 ２０秒
 主焦点カメラ 視野 4.5度 (225cm)
 PMT 1855本 (0.1度/ピクセル)LSＴプロトタイピング－国際協力体制－
カメラ(日西独)→山本、増田講演 PMT+HV 1000本 製
造済
 アナログメモリを用いた高速波形サンプリン
グ回路開発
 トリガーを含めた総合試験
 冷却システム試作

カメラサポート構造
(仏)
有限要素法
解析

1.5m鏡(日)望遠鏡構造 (独)→林田講演
 鏡面形状測定
 耐候性試験 アクチュエーター制御(日瑞)望遠鏡ドライブ(西)LST建設スケジュール

1号機要素量産：2013-2015年1H、統合試験： 2015年
現地建設：2016年1Q、ファーストライト：2016年3Q
アレイ部分観測：2018年～, フルアレイ観測：2020～2040年

MST

Davies-Cotton型 (欧州)

口径12m メカニカルプロトタイプ建設＠ベルリン
 望遠鏡駆動試験
 鏡能動制御 鏡（プロトタイプ＋ダミー） カメラ（ダミー）カメラプロトタイプ

MST Schwarzschild-Couder型 (USA＋名大)カメラ

Secondary mirror（D=5.42m）

Primary mirror（D=9.66m）

ASIC開発プロトタイプ(名大他)
MAPMT/MPPC(Geiger-mode APD)

 鏡形状設計中 鏡方向制御システム開発中

SST
 Schwarzschild-Couder型(欧+名大)
カメラ：MPPC+250MHz-FADC
口径4.3+1.8m
 Davies-Cotton型(欧)口径４ｍ
MPPC/PMT

口径4+2m鏡・アクチュエーター
試作

サイエンス検討グループの活動
シミュレーションを行い、CTAで可能なサイエンスを定量化
GRB，AGN ―日本グループが大きく貢献 Astroparticle Physics, vol.43(2013)
GRB080916C(z =4.3)
Fermi観測結果

Abdo+(2009)

E>0.1GeV

CTAでの予想
ライトカーブ
E>30 GeVスペクトル(EBL吸収込)～4800フォトン

E>1GeV[sec]
遠方AGNのCTA予想スペクトル
Fermi 2FGLJ1504.3+1029

CTAでのAGN検出数予想

z =1.84

LST 23m望遠鏡

サーベイ:吸収無サーベイ:吸収Fermi:吸収無Fermi:吸収まとめ CTA計画：大(23ｍ)、中(12m)、小(6m)口径からなる大気チェレンコフ望遠鏡群を南北サイトに設置（サイトを年内に決定）。日米欧27か国（>1000名)の国際協力による、唯一の次世代チェレンコフ望遠鏡。
 20GeV-100TeV領域で従来より一桁良い感度で、1000を超えるガンマ線源が銀河系内・系外に検出されると予想。粒子加速機構・宇宙線起源・宇宙の星形成史の解明、ローレンツ不変性検証、暗黒物質対消滅γ線探索。
 現在、望遠鏡プロトタイピング進行中 201６年1Q ～ 現地建設
 2016年3Q
大口径望遠鏡(LST)1号機のファーストライト
 2018年～
アレイ部分観測 2020年～
フルアレイ観測 日本グループは、主に大口径望遠鏡(光電子増倍管、超高速読み出し回路、高精度分割鏡）の開発・製作で中心的な役割。さらにデュアルミラー望遠
鏡用読み出し回路、シミュレーション、サイエンス検討などで活躍。