平成 29 年度共同利用研究・研究成果報告書
研究課題名 和文：MAGIC 望遠鏡を用いた高エネルギーガンマ線天体の研究
英文：Study of High Energy Gamma-ray Objects with the MAGIC telescopes
研究代表者

窪 秀利（京都大学理学研究科）

参加研究者

野崎 誠也、平子 丈、増田 周（京都大学理学研究科）、神本 匠、木村 颯一朗、櫛田 淳子、種田 裕貴、辻本 晋平、西嶋 恭司（東海大学理学部）、
岩村 由樹、久門 拓、黒田 隼人、齋藤 隆之、櫻井 駿介、高橋 光成、手嶋 政廣、
永吉 勤、野田 浩司、林田 将明、深見 哲志、Daniela Hadasch、Daniel Mazin（東京大学宇宙線研究所）、井上 進（理化学研究所）、折戸 玲子（徳島大学大学院理工学研究部）、石尾 一馬、遠山 健(Max-Planck-Institute for Physics）、the MAGIC collaboration
研究成果概要MAGIC collaboration によって、今年度、査読付論文 15 編を発表した(次頁)。さらに、観測結果の速報を Astronomer's Telegram(ATel)に 4 件流した。日本物理学会及び天文学会にて 5 講演行った。以下、成果の一部を紹介する。
(1) Fermi-LATの観測で、超高エネルギーニュートリノ事象IceCube-170922Aの誤差内にある活動銀河核(AGN) Blazar TXS 0506+056の増光が検出された(ATel.10791)。MAGICでフォローアップ観測を行い、ニュートリノの到来方向(誤差範囲内)から、超高エネルギーガンマ線を初めて検出し(100 GeV以上で5σ以上。速報ATel.10817)、活動銀河核からの超高エネルギーニュートリノとガンマ線放射の相関が示唆された。現在、IceCube、Fermi-LAT, MAGIC collaboration他による共著論文を準備中である。
(2) Short GRB 160821B(z=0.16)をトリガーの24秒後からMAGI
Cで4 時間観測し、ガンマ線の検出有意度は3.1σであった。
MAGICのガンマ線スペクトルを可視赤外線吸収補正すると、べきは0.8±0.6となり、さらに高いエネルギーまで放射が伸びていることが示唆さ 図１：GRB 160821B の X 線・ガンマ線強度の時間変化（左）れた(図１;天文学会講演)。とガンマ線スペクトル（右）。
(3) パルサーJ2032+4127とBe星連星系(軌道周期50年)をVERITASと共同観測した。近星点(2017/11/13)付近のガンマ線強度は、6-8月の約10倍増光していた(速報ATel.10971)。
(4) 超新星残骸 Cas A(年齢約300年)を2014-2016年に観測し、スペクトルのカットオフが3.5TeVにあり、PeVatronではないことが分かった(図２)[5]。
(5) 超新星残骸 Gamma Cygni(年齢5-10千年)を観測し、エネルギーによってmorphologyが異なることが分か 図２：SNR Cas A のスペクトル。
った。電波の分子データとの相関を調べ、放射機構を考察中である。
(6) 活動銀河核 BL Lacの2015年のMAGICによる観測で、30分で減光するガンマ線フレアを検出した。電波からガンマ線までの多波長同時観測のスペクトル(図3)は、One-zone

Synchrotron-Self-Compton(SSC)放射モデルでは説明がつかず、SSC+External Compton model等他のモデルで解釈ができるかを検討中である。
(7) Fermi-LATによるアラートを受け、活動銀河核 Ton 0599(z=0.72)をMAGICで観測し、超高エネルギーガンマ線を初めて検出し(1 時間で10σ)、速報を流した(ATel.11061)。
(8) 銀河中心領域を2012-2015年に観測し、G2ガス雲が接近する前後で、ガンマ線(50 TeVまで)の強度変化はなかった(図4)[15]。また、電波arc領域にガンマ線源を検出し、銀河面上に広がった放射の兆候があった。今年度の観測データを追加し解析中である。
(9) 活動銀河核M87(2012-2015年)やFRB 121102、VERITASやHESS collaborationと協力し、連星系HESS J0632+057の論文を準備中であり、超新星残骸G150.3+4.5のデータ解析が進行中である。

図３：活動銀河核 BL Lacの多波長スペクトル(PoSICRC 2017, 613)。

図４：銀河中心のガンマ線強度の時間変化(左上)およびスペクトル(右上)。銀河中心領域のガンマ線強度分布(下)。

MAGIC collaboration が H29 年度に刊行した査読付論文 ([1-3]2018 年, [4-15]2017 年)[1] “The detection of the blazar S4 0954+65 at very-high-energy with the MAGIC telescopes during
an exceptionally high optical state”, A&A, in press; arXiv:1801.04138.
[2]“Indirect dark matter searches in the dwarf satellite galaxy Ursa Major II with the MAGIC
telescopes”, JCAP, 3, id.9.
[3]“Constraints on particle acceleration in SS433/W50 from MAGIC and H.E.S.S. observations”,A&A, 612, A14. (H.E.S.S. collaboration との共著)[4]“Search for very-high-energy gamma-ray emission from the microquasar Cygnus X-1 with theMAGIC telescopes”, MNRAS, 472, 3474.
[5] “A cut-off in the TeV gamma-ray spectrum of the SNR Cassiopeia A”, MNRAS, 472, 2956.
[6]“MAGIC observ”ations of the microquasar V404 Cygni during the 2015 outburst”, MNRAS, 471,1688.
[7]“Observation of the black widow B1957+20 millisecond pulsar binary system with the MAGICtelescopes”, MNRAS, 470, 4608.
[8]“Constraining Lorentz Invariance Violation Using the Crab Pulsar Emission Observed up toTeV Energies by MAGIC”, ApJS, 232, 9.
[9]“Performance of the MAGIC telescopes under moonlight”, APh, 94, 29.
[10]“Multiband variability studies and novel broadband SED modeling of Mrk 501 in 2009”, A&A,
603A, 31.
[11]“Multiwavelength observations of a VHE gamma-ray flare from PKS 1510-089 in 2015”,A&A,
603A, 29.
[12]“First multi-wavelength campaign on the gamma-ray-loud active galaxy IC 310”, A&A, 603A,25.
[13]“MAGIC detection of very high energy gamma-ray emission from the low-luminosity blazar 1ES1741+196”, MNRAS, 468, 1534.
[14]“Very-high-energy gamma-ray observations of the Type Ia Supernova SN 2014J with the MAGIC
telescopes”, A&A, 602A, 98.
[15]“Observations of Sagittarius A* during the pericenter passage of the G2 object with MAGIC”,A&A, 601A, 33.

整理番号E12