[論文レビュー] VERITAS: Status and Latest Results

G. Maier|ArXiv.org|Sep 23, 2007

Mediterranean and Iberian flora and fauna参考文献 12被引用数 13

ひとこと要約

アリゾナ州のホワイトフィールド観測所に設置された4台の望遠鏡からなるイメージング・チェレンコフアレイ、VERITASは、1時間未塔でカーマネビュラの10%の輝度に相当する感度を達成し、超高エネルギーγ線源の高精度検出を可能にする。このシステムは優れた角度分解能（<0.14°）とエネルギー分解能（10–20%）を示しており、カーマネビュラ、LS I +61 303、赤方偏移z=0.182の遠方ブレーザー1ES 1218+304など、確認された検出を実施している。

ABSTRACT

VERITAS is an atmospheric Cherenkov telescope array designed to study astrophysi cal sources of very-high-energy gamma radiation. Located in southern Arizona, USA, the array consists of four 12m-diameter imaging Cherenkov telescopes. All four telescopes have been deployed at the basecamp of the Whipple Observatory and began full operation in early 2007. This paper describes the operational status of VERITAS, outlines the initial performance parameters of the instrument, and presents the latest results that have been obtained.

研究の動機と目的

• 完成したVERITASチェレンコフ望遠鏡アレイの運用状況と性能を評価すること。
• 標準源の校正と観測を通じて、機器の感度、エネルギー分解能、角度分解能を検証すること。
• 銀河的および銀河外の対象を含む、超高エネルギーγ線源の検出と特徴付けを行うこと。
• スカイスキャンと変光源の長期モニタリングにおけるアレイの能力を示すこと。
• 源の形状、スペクトル、変動性に関する高精度測定を提供すること。

提案手法

• VERITASアレイは、12 mの直径を持つ4台のダヴィス・コットン型望遠鏡で構成され、鏡面面積は106 m²、320 nmで反射率90%を有する。
• 各望遠鏡には499画素のフォトマルチプライヤー管（PMT）カメラと、光子収率の向上とバックグラウンドの低減を目的とした光コンデンサーが装備されている。
• 3段階のトリガーシステムによりミューオン誘発バックグラウンドイベントが抑制され、通常のアレイトリガーレートは220 Hz、死時間は約10%を維持する。
• PMT信号は、高時間分解能を実現するため、独自開発のFADC電子回路により500 MS/sでデジタル化される。
• 大気的およびサイト条件を考慮した詳細なキャリブレーションチェーンにより、エネルギーおよび方向の再構築が正確に行われる。
• イベント再構築と解析には、多数の独立したソフトウェアパッケージが用いられ、広範なモンテカルロシミュレーションによる検証が行われている。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 VERITASアレイは、4台の完全な望遠鏡構成下で、どの程度の感度とエネルギー分解能を示すか？
• RQ2 VERITASは、カーマネビュラーやLS I +61 303といった既知のVHEガンマ線源を検出し、正確に局在化できるか？
• RQ3 LS I +61 303のような連星系からの高エネルギーγ線の流量と変動性は、軌道位相とどのように相関するか？
• RQ4 1ES 1218+304（z=0.182）のような遠方ブレーザーの検出性能は、VERITASでどの程度のものか？
• RQ5 MILAGROが事前に検出した未解明TeV源と一致する可能性のある源について、VERITASは新たな上限を設定できるか？

主な発見

• VERITASは、3台の望遠鏡構成で1.2時間、4台の完全構成で1時間未塔でカーマネビュラの10%の感度を達成した。
• 3台の望遠鏡を用いた約3.5時間の観測で、カーマネビュラは51.6σの有意性で検出され、過去の測定と整合するスペクトルを示した。
• LS I +61 303は8.8σの有意性で検出され、アパストロン付近でピーク輝度に達し、カーマネビュラの約10%の輝度を示す強力な軌道モードが確認された。
• 17時間程度の観測で、ブレーザー1ES 1218+304は合計10σの有意性で検出され、最も遠方のVHE源の1つとしての地位を裏付けた。
• M87はVERITASで検出され、急速な変動を示す光度曲線と硬めのTeVスペクトルを示し、H.E.S.S.の結果と一致した。
• MILAGROの検出と一致する可能性のあるTeV源について、VERITASは新たな上限を設定し、拡大源研究における感度を向上させた。