早大ら,電子望遠鏡で3テラ電子ボルトを直接観測

早稲田大学と宇宙航空研究開発機構(JAXA)の研究グループは,国際宇宙ステーション(ISS)・「きぼう」日本実験棟の船外実験プラットフォームに搭載された宇宙線電子望遠鏡(CALET:高エネルギー電子・ガンマ線観測装置)で,これまで困難であったテラ電子ボルト領域において,3テラ電子ボルトまでの高精度エネルギースペクトルの測定に成功した(ニュースリリース)。

2015年8月に「きぼう」船外に設置され,同年10月より高エネルギーの宇宙線観測を開始したCALETは,日本の宇宙線観測としては初めての本格的な宇宙実験を長期にわたって行なっている。

高エネルギーの宇宙線がどこからきてどのように加速されたのか(=高いエネルギーを得たのか)は,まだ充分にはわかっておらず,宇宙に残された未解明の問題の一つとされている。

観測対象である高エネルギーの宇宙線のうち最も重要なものの一つが電子だが,(1) 高精度でのエネルギー測定,(2) 非常に小さい流束を検出する感度,(3) 同じエネルギーで1000倍以上となる陽子からの識別,が全て必要となることにより,これまで1テラ電子ボルトを超えるエネルギーを持つ電子を計測することが困難とされていた。

従来の観測装置より高度な機能を有するCALETの検出装置「カロリメータ」は,その特徴を活用し,かつ国際宇宙ステーション搭載によって可能になる長期観測という条件を組み合わせることで,テラ電子ボルト領域にわたる高エネルギー電子スペクトルの精密測定を可能としている。

今回の観測結果は,これまで困難であった1テラ電子ボルトを超えるエネルギーをCALETが高い精度をもって直接測定出来ることを証明した。今後,5年間の観測データを蓄積し全データを解析することで,今回の結果の約6倍の統計量を達成することができる。

今後,検出器のより深い理解による系統誤差の削減とあわせて,観測エネルギー範囲を拡大し,20テラ電子ボルトまでの全電子スペクトルをかつてない精度で測定することを目指す。これらの電子スペクトルの測定により,近傍加速源を発見し,暗黒物質の正体を解明していくことが大きく期待されるとしている。

その他関連ニュース

  • 阪大,重力マイクロレンズ法で系外惑星を証明 2021年08月30日
  • 東大ら,金星の夜間の大気循環を赤外線観測で解明 2021年07月26日
  • 京大ら,レーザーで結晶の生成を超高速計測 2021年07月15日
  • 京産大ら,新星爆発のリチウム生成量に多様性発見 2021年07月08日
  • NAOJ,AIで暗黒物質の観測データからノイズを除去 2021年07月05日
  • 京産大ら,恒星間天体の僅かなガスの分光に成功 2021年07月05日
  • 東大ら,白色矮星と超新星を分ける超新星を確認 2021年06月29日
  • 東大ら,FPGAで完全デジタル電波分光計を実現 2021年06月14日