CTA 報告75: 全体報告
東京大学宇宙線研究所
手嶋 政廣、他 CTA-Japan Consortium1	

CTA-Japan Consortium
Members (99名)
東大宇宙線研A、	  MPI	  for	  Phys.-­‐B、 京大理C、 東大理D、	  KEK素核研E、 東海大理F、 国立天G、	  甲南大理工H、 立教大理I、 青学大理工J、 名大STE研K、 レスター大L、 茨城大理M、	  	  徳島大総科N、 広大理O、 早大理工P、 山形大理Q、 埼玉大理R、 名大理S、 熊本大理T、	  	  近畿大理U、 東北大理V、 山梨学大W、 理研X、 阪大理Y、 名大KMI-­‐Z、 北里大医療衛生AA、	  宮崎大工AB、	  JAXA-­‐AC		
手嶋政廣A,B、 窪秀利C、 戸谷友則D、 浅野勝晃A、 井岡邦仁E、 井川大地F、 石尾一馬A、	  井上進A、 井上剛志G、 井上芳幸AC、 猪目祐介H、 内山泰伸I、 梅津陽平F、 大石理子A、	  	  大岡秀行A、 大平豊J、 荻野桃子A、 奥村曉K,	  L、 小野祥弥M、 折戸玲子N、 加賀谷美佳M、	  	  格和純O、 片岡淳P、 片桐秀明M、 河島孝則K、 川中宣太D、 木坂将大A、 櫛田淳子F、	  	  郡司修一Q、 郡和範E、 小島拓実A、 小谷一仁F、 小山志勇R、 今野裕介C、 齋藤隆之C、	  	  齋藤浩二A、 榊直人A、 佐野栄俊S、 澤田真理J、 柴田徹J、 高橋慶太郎T、 高橋弘充O、	  	  高橋光成A、 高見一E、 田島宏康K、 立原研悟S、田中周太A、 田中孝明C、 田中真伸E、	  	  田中康之O、 千川道幸U、 長紀仁M、 辻本晋平F、 土屋優悟C、 坪根義雄J、 鶴剛C、 寺田幸功R、	  當真賢二V、 門叶冬樹Q、 友野弥生F、 鳥居和史S、 内藤統也W、 中嶋大輔A、 長瀧重博X、	  	  中森健之Q、 中山和則D、 永吉勤R、 西嶋恭司F、 野田浩司B、 畑中謙一郎C、 花畑義隆A、	  	  早川貴敬S、 林田将明A、 原敏W、 馬場彩J、 日高直哉K、 広谷幸一A、 平井亘F、 深沢泰司、	  深見哲志A、 福井康雄S、 福田達哉S、 藤田裕Y、 増田周C、 松岡俊介R、 松本浩典Z、	  	  水野恒史O、 村石浩AA、 村瀬孔大A、 森浩二AB、 柳田昭平M、 山崎了J、 山本常夏H、	  	  山本宏昭S、 吉池智史S、 吉越貴紀A、 吉田篤正J、 吉田龍生M、 李兆衡AC	  2		

観測天体	

超新星残骸	連星系	銀河団	活動銀河核	

Cherenkov Telescope Array
超高エネルギー宇宙ガンマ線(テラ電子ボルトでの新たな天文学)	  n 宇宙線の起源（宇宙の巨大加速器を探す）	  n ブラックホールに伴う宇宙の高エネルギー現象の研究	  n 暗黒物質対消滅からのガンマ線の探索	  23m口径	

12m口径	

ガンマ線バースト	

狙うサイエンス	

宇宙線の起源	

宇宙の巨大加速器	

6m口径	
ブラックホールと高エネルギー現象	

CTA報告76:	  	  井上、CTA	  報告77:	  斎藤、CTA報告78:	  大石	

暗黒物質の探索	

3	

CTA （Cherenkov Telescope Array）

Cangaroo	1000	  以上のガンマ線源が発見され、	  高エネルギー宇宙の研究が飛躍的にすすむ	  Number	  of	  Sources	

１０倍優れた感度	  １０倍広いエネルギー領域	  ~1000
sourcesCangaroo	

高感度、高角度分解能	

銀河面サーベイシミュレーション（HESS	  	  and	  CTA）	

4	

計画中のCTA(Cherenkov Telescope Array)
南半球サイト	-­‐500	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  0	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  500	-­‐1500	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  -­‐1000	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  -­‐500	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  0	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  500	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  1000	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  1500	

CTA は全天を観測する天文台
北半球と南半球の２ステーションからなる-­‐500	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  0	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  500	

北半球サイト	LST (N 4, S 4)	
MST(N15, S25)	
SST (N 0, S70)	
-­‐1500	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  -­‐1000	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  -­‐500	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  0	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  500	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  1000	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  1500	

LST	  23m	MST	  12m	SST	  4.3m	
5	

CTAサイト候補地
北サイト(調査中）
l Canaries (スペイン)l San Pedro Martir (メキシコ)l Arizona (米国)

南サイト(交渉中）l Aar (ナミビア)l Armazones (チリ)6	

CTAは国際共同研究
日本は大口径望遠鏡建設を主導• 世界２８カ国から1138名の研究者（2013年11月現在)	  • 日本グループは大口径望遠鏡を主導して開発研究・建設	  – 大口径望遠鏡は多くのサイエンスをもたらす	  • ガンマ線観測を宇宙論的な距離まで拡げる	  • 超巨大ブラックホールの進化を解明かす	  • ガンマ線バーストの謎を解明かす	  – 日本が、大口径望遠鏡のサイエンスの国際的発信拠点となる	  – 大口径望遠鏡は最も高度な技術・高い装置性能が要求される	  • 日本の高い技術力が期待されている	  • 高感度な光センサー、超高速の読み出し電子回路	  • 高精度・軽量ミラー	  – 大口径望遠鏡建設での国際共同チーム役割分担	  • 日本： 主鏡、カメラ（光センサー、電子回路）、高速回転用電源	  • ドイツ： 望遠鏡構造体	  • スペイン： 望遠鏡駆動装置	  • フランス： カメラ支持構造	  	7	

大口径望遠鏡

日本の分担

1510mm ミラー, 能動的光学補償, 高速回転用フライホイール電源
23m口径主鏡は200枚の分割鏡からなる	
ミラー諸元	

フライホイール	  高速回転電源	  1MW	  >30sec	

n
n
n
n
n

鏡裏側	

面積	  	  	  	  	  2m2	  軽量化	   	  	  	  	  	  47kg	  高耐候性	  	  	  	  >10年以上	  高反射率	  	  	  	  >93%	  多層膜コート	

アクチュエーター	

能動的ミラー制御	
n 防水型	  CMOS	  Camera	  で鏡方向を±5秒角で読み出す	  n アクチュエーターにより、分割鏡の方向を±5秒角で制御し、主鏡のたわみを補正する	  	  CTA	  報告83:	  荻野 CTA報告84:	  深見	

CMOS	  Camera	

8	大口径望遠鏡

日本の分担

冷却プレート, 電子回路, 光電子増倍管
望遠鏡先端部にカメラボックス	

冷却プレート	光センサー、回路	
1855本の光電子増倍管	  1855ch	  読み出し回路	
CTA	  報告79	  中嶋、CTA報告80	  高橋	  CTA	  報告81	  土屋、CTA報告82	  石尾	

9	

Schedule of the LST construction>	  CTA	  Japan	  推進連絡会議	

LST	  Construction	  (June	  2014)
2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

J FMAMJ J ASOND J FMAMJ J ASOND J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D

PP-­‐Period

FP7	  EU	  Preparatory	  Phase

Design	  Phase

Design	  Phase

Prototype	  of	  Elements

Prototype	  of	  elements

Preliminary	  TDRSecond	  Review

PTDR
RInternal	  Reviews

R

Tech.	  Design	  Report

R

Draft

TDR

Critical	  Design	  Review

1st	  Telescope

CDR

Prototyping	  /	  Construction	  1st	  Telescope

Production	  of	  1 st	  LSTProduction	  of	  1 st	  LST	  elements

Quality	  Control

Quality	  Control

Integration

Integration	  Tests

Shipment

Shipment

Foundation	  Ready●

Installation	  on	  s ite

Installation

Comissioning

Commissioning●First	  Light

Evaluation

Evaluation

Construction	  Phase

Construction
Production	  Telescope	  2Element	  Production
Integration	  Integ.	  2

Shipment

Ship.	  2Installation	  on	  s ite

Inst.	  2Comissioning
Site	  Decision

Finance	  Finance

Production	  Tel.	  4

Production	  Tel.	  3
Integ.	  3
Ship.	  3Inst.	  3C.	  2●●

Production	  Tel.	  6

Production	  Tel.	  5
Integ.	  4
Ship.	  4Inst.	  4C.	  3

Production	  Tel.	  8

Production	  Tel.	  7Integ.	  5Integ.	  6Ship.	  5Inst.	  5C.	  4Ship.	  6Inst.	  6C.	  5●For	  the	  first	  telescope
For	  the	  full	  construction

Integ.	  7Ship.	  7Inst.	  7C.	  6Integ.	  8Ship.	  8
Inst.	  8C.	  7

Partial	  Operation

C.	  8● Full	  Operation

Contribution to SCT and SC-SST
Mast and Truss Structure MTS

Mirror M2

Dish M1
Bottom MTS dish
CHEC
CameraAlt-Azimuthal
SystemMirror M1

Tower

Counterweight

CHEC	  (Compact	  High	  Energy	  Camera)	

GCT(Gamma-­‐ray	  Compact	  Telescope)	

Target	  Chip	  	CHEC	  Camera	  module	
11	
CTA	  報告85:	  奥村,	   TARGET	  試験:	  河島 (21日 素粒子実験)	  	Summary• 大口径望遠鏡プロトタイプ１号機は	  La	  Palma	  に建設 è	  First	  light	  in	  2016	  	  	  • CTA-­‐Japan	  の貢献	  – 大口径望遠鏡カメラ読み出し、DAQ、ミラー、オプティックス全般の開発・建設をすすめている	  – 大口径望遠鏡プロジェクトのマネージメント	  – 小口径望遠鏡カメラ開発	  – Monte	  Carlo	  による性能評価、最適化	  – CTA	  Key	  Science	  Project	  の策定（AGN,GRB,	  SNR,	  DM,,)	  • 2015年から建設（サイト開発）を開始	  • ドイツは	  51	  MEuro	  の予算を獲得し、建設が2015年より開始	  12