CTA報告１９９：全体報告
窪 秀利 (東大宇宙線研)

他CTA Consortium

https://www.cta-observatory.org/
Credit: Gabriel Pérez Diaz, IAC / Marc-André Besel, CTAO

日本物理学会 2022年秋季大会 2022/9/8

8aA122-1

CTA Consortium
25か国>1500名
東大浅野勝晃, 阿部正太郎, 阿部日向, 粟井恭輔, 石尾一馬, 稲田知大,
宇宙線研 猪目祐介, 岩村由樹, 大石理子, Ellis R. Owen, 大岡秀行,(本講演著者）
大谷恵生, 岡崎奈緒, 加賀谷美佳, 金森翔太郎, 窪秀利,
Emil Khalikov, Xiaohong Cui, 小林志鳳, Albert K. H. Kong,青山大 佐藤優理, 田中周太, 山崎了,齋藤隆之, 櫻井駿介, 佐野栄俊, Timur Dzhatdoev, Marcel Strzys,
吉田篤正
高田順平, 武石隆治, Thomas P. H. Tam, Giovanni Ceribella,
茨城大 片桐秀明, 服部勇大, 柳田昭平,
K. S. Cheng,, 千川道幸, Wenwu Tian, 手嶋政廣, 野崎誠也,
吉田龍生
野田浩司, バクスター・ジョシュア・稜, 橋山和明,
大阪大 井上芳幸, 松本浩典
Daniela Hadasch, 林克洋, 林航平, 廣島渚, 広谷幸一,
北里大 村石浩David C. Y. Hui, 深見哲志, 藤田裕, Moritz Hütten, Ievgen Vovk,
京大基研 井岡邦仁, 石崎渉
Pratik Majumdar, Daniel Mazin, 三輪柾喬, 村瀬孔大, 吉越貴紀
京大理 岩﨑啓, 岡知彦, 川中宣太,
東大理
大平豊, 戸谷友則, 中山和則, 馬場彩
鶴剛, 寺内健太, 長澤広武,東北大當真賢二李兆衡
徳島大折戸玲子
熊本大 高橋慶太郎
名大理
立原研悟, 早川貴敬, 福井康雄, 山本宏昭
KEK素核研 郡和範, 田中真伸
甲南大 井上剛志, 鈴木寛大, 田中孝明, 名大ISEE 奥村曉, 高橋光成, 田島宏康, バン・ソンヒョン
広大先理工 今澤遼, 木坂将大, 須田祐介, 高橋弘充, 深沢泰司
溝手雅也, 山本常夏
広大宇宙科学センター 水野恒史
埼玉大 勝田哲, 立石大, 寺田幸功
森浩二
東海大 阿部和希, 櫛田淳子, 西嶋恭司 宮崎大
山形大
郡司修一, 坂本貫太, 門叶冬樹, 中森健之
山梨学院大 内藤統也, 原敏
理研
井上進, Donald Warren, 榊直人, 澤田真理, Maxim Barkov,
Gilles Ferrand, Haoning He, 長瀧重博
立教大内山泰伸, 林田将明
2早稲田大 片岡淳

CTA-Japan 124名CTAの性能、狙うサイエンス
Cherenkov Telescope Array(CTA)

検出感度

Credit: Gabriel Pérez Diaz, IAC / Marc-André Besel, CTAO

従来の望遠鏡より一桁高い感度
短時間4-5桁高い感度(対Fermi-LAT)
一桁広い帯域(20 GeV-300 TeV)
角度分解能～2倍(2分角@10TeV)
 検出天体 251個(現在)

TeVCatカタログ⇒ 1000個以上
 最遠方 z=1.1(GRB201216C)⇒ z～4
ブラックホール
宇宙線起源

100 GeV

銀河面サーベイ物理・ジェット形成
赤外・可視背景放射→宇宙の星形成史
NAOJ//AND You Inc.

100 TeV

PeVatron探索

暗黒物質対消滅γ線探索
ローレンツ不変性検証

・特集号 Astroparticle Physics, 43 (2013)1-356
・Key Science Project(開始10年の4割)検討書 arXiv:1709.07997

LST×(北4+南4)MST×(北15+南25)

23 m口径11.5 m/9.7 m口径

20 GeV - 3 TeV
FOV=4.5°
完成予想図

80 GeV - 50 TeV
FOV=7.5～7.7°

2016年～北サイト建設
2022年～南サイト建設
2025年～北アレイ観測
2027年～南アレイ観測
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)
4.3 m口径
1 TeV - 300 TeV
FOV=10.5°

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

望遠鏡配置(第１期)(

北サイト@スペイン ～0.5 km2)は、最終目標台数

南サイト@チリ ～3 km2

運用棟

SST×37(70)MST×14(25)42MST×9(15)LST×０(4)
LST×4(4)2

今年 イタリアが大型予算獲得(再興・回復のための国家計画PNRRの一部)【 南サイトLST×2 + SST×5 】2025年末までに要素製作完了⇒建設計画調整中

5

大口径望遠鏡(LST)初号機@スペイン・ラパルマ島
リモート運用併用

ロケ・ムチャチョス 天文台(ORM) @2200m

ICRR

Credit: S.Nozaki

科学観測 2020年1月から800時間以上

京大+フランス, イタリア,クロアチア, ブルガリア

チェレンコフ光収集効率

相対値

 運用休止• 2020年3-6月(COVID-19渡航制限)• 2021年9月-2022年1月(火山噴火)• 2022年7-8月(ストレージ障害)
 MAGICとの共同観測• 銀河中心 [大谷講演@前回学会]• 活動銀河核 他

火山噴火

MAGIC
口径 17 m

LST初号機(LST-1)
口径 23 m2020年11月-2022年3月
火山噴火直後を除き安定

ばらつき(最大±4%)は測定誤差とダスト量変化に起因

Run番号6

LST-1望遠鏡性能＋Crab観測

微分検出感度(%かに星雲強度)

有効面積(ｍ2)

角度分解能(度) かに星雲【論文準備中】エネルギースペクトル図を削除

Web公開版では図を削除

 かにパルサー

観測34hpulse profile図を削除

 大天頂角時の性能 [阿部講演@今学会] 7

LST-1観測：再帰新星
Credit: David A. Hardy

白色矮星

赤色巨星

RS Ophiuchi
爆発周期：約15年
2021年8月8日 Fermiで検出
8月9日～
H.E.S.S.とMAGICで検出(VHE γ領域で新星初検出)
LST-1観測 8月9～15日、29日～9月2日

light curve図を削除

小林講演@前回学会＋他実験結果 H.E.S.S. Collaboration 2022; MAGIC Collaboration 2022; Fermiアーカイブ解析

エネルギースペクトル図を削除

観測条件を詳細に反映させたモンテカルロシミュレーションデータの生成が完了。
解析の最終アップデート中。
【論文準備中】8

LST-1観測：Blazar(天体からの角距離)2 vs 検出事象数の図を削除【論文準備中】① 5天体(Mrk421, Mrk501, 1ES1959+650, PG1553+113, 1ES0647+250)観測結果② BL Lacフレア 2021年8月(野崎講演@前回学会)
MCデータのストレージ障害→武石講演(Mrk421) 取消

LST-1観測：突発天体
 GRB
 Swift, Fermi-GBM, Fermi-LATからのアラート手動対応
 未検出

GRBのskymap図を削除
GRBのリストを削除

 ニュートリノアラート、
高速電波バースト 未検出

アラート自動対応し望遠鏡駆動するシステム構築中：年度内稼働

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LST 2-4号基 準備状況：カメラ・光学系
PMT 7本+GHz波形記録回路

LST-2@テネリフェ島

全系試験中
ノイズ分布
0.25
p.e.

265台/望遠鏡
テネリフェ島(ラパルマ島の隣)にてモジュール単位の品質管理試験⇒2021年完了

LST-3@マドリード

0.20

LST-4@バルセロナ 分割鏡
3台分630枚（保管中＠ラパルマ）を追加補修

年度内にテネリフェ島に輸送し全系試験

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LST 2-4号基 準備状況：外国グループ担当

camera archazimuth lock
現地行政の建設許可が下り次第(年内予定)、建設開始⇒2024年度に2-4号基完成

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中口径望遠鏡(MST)プロトタイプ
 Davies-Cotton型 MST(欧州)
口径11.5m

 Schwarzschild-Couder型

SCT

主鏡9.7m＋副鏡5.4m
 カメラ
SiPM～1.1万素子

0.8 m
＠ドイツ
(2012～2020)

カメラ PMT～1800本
 北サイトへ1台輸送(2023年Q4)⇒MST初号機建設

2.4 m

 南サイト近くにpathfinder建設(2024年)

 読出回路２種類(1つはHESS-IIに搭載し観測2019年～)

＠USA(2015～)(SiPM1536素子)

 2020年 かに星雲を検出
 カメラ（SiPMと読出回路）改良

SiPM光量分布図を削除

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小口径望遠鏡(SST)プロトタイプ
ASTRI 口径4.3+1.8m
9基アレイ建設計画
視野 9.6度
SiPM(2368 ch)
CTA南サイトはインフラ整備中 ラパルマ島のため、9基ミニアレイを北半球で試験@イタリア
1基@イタリア(2014～）(2014～）

2018年
かに星雲を検出

テネリフェ島©google

今年 ９基の基礎工事完了⇒3基＋６基(2段階)建設

完成予想図@テネリフェ島 テイデ天文台

高度～2300m 約250 m間隔で設置

credit: Astri mini-array

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CTA南サイト@チリ・パラナル
Credit: Marc-André Besel, CTAO / ESO

ELT 39m

2027年～ 観測

CTA南サイト

GoogleVLT 8.2mx4（高度2150m）

今年５月

CTAサイト
公道からCTAサイトへの道路建設

15まとめ CTA北サイトの大口径望遠鏡LST初号機：観測論文投稿段階へ移行• 望遠鏡性能+Crab観測⇒論文化• Blazar ６天体⇒論文化• 再帰新星RS Oph（新種VHEガンマ線天体）2021年検出⇒論文化• GRB, FRB, νフォローアップ観測 未検出⇒観測自動対応化• LST-１とMAGICの共同観測・相互較正進行中
 CTA北サイトLST 2-4号機 要素製作ほぼ完了 建設許可待ち⇒年内建設開始予定⇒2024年度に完成
 CTA南サイト• サイトへのアクセス道路建設中• LST 2基建設予算確保[北]スペイン・ラ パルマ島

[南] チリ・パラナル

https://www.cta-observatory.org/
Credit: A. Okumura

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完成予想図